This work studies constrained stochastic optimization problems where the objective and constraint functions are convex and expressed as compositions of stochastic functions. The problem arises in the context of fair classification, fair regression, and the design of queuing systems. Of particular interest is the large-scale setting where an oracle provides the stochastic gradients of the constituent functions, and the goal is to solve the problem with a minimal number of calls to the oracle. Owing to the compositional form, the stochastic gradients provided by the oracle do not yield unbiased estimates of the objective or constraint gradients. Instead, we construct approximate gradients by tracking the inner function evaluations, resulting in a quasi-gradient saddle point algorithm. We prove that the proposed algorithm is guaranteed to find the optimal and feasible solution almost surely. We further establish that the proposed algorithm requires $\mathcal{O}(1/\epsilon^4)$ data samples in order to obtain an $\epsilon$-approximate optimal point while also ensuring zero constraint violation. The result matches the sample complexity of the stochastic compositional gradient descent method for unconstrained problems and improves upon the best-known sample complexity results for the constrained settings. The efficacy of the proposed algorithm is tested on both fair classification and fair regression problems. The numerical results show that the proposed algorithm outperforms the state-of-the-art algorithms in terms of the convergence rate.


翻译:这项工作限制了在目标和制约功能为混凝土且以约束性功能构成的形式表示的目标和制约性优化问题。 问题出在公平分类、公平回归和排队系统设计方面。 特别令人感兴趣的是,一个神器提供组成函数的随机梯度的大规模设置, 目标是以最小数量的呼唤来解决问题。 由于组成形式, 由神器提供的随机梯度不会产生对目标或约束性梯度的公正估计。 相反, 我们通过跟踪内部功能评价来构造大约梯度, 从而形成准梯度的坐垫算法。 我们证明, 提议的算法几乎可以肯定地找到最佳和可行的解决办法。 我们进一步确定, 拟议的算法需要$mathcal{O}(1/\\\ epsilon% 4) 来最小调用数据样本来解决这个问题。 由于组成形式, 由神器提供的随机梯度梯度梯度梯度比, 并且确保零约束性违反。 结果与内部功能评价的样本复杂性相符, 导致准性构成性定值的定值定序结果, 公平性定式定值的定值后定型结果显示公平性定值的定值结果, 改进了公平的定值的定值的定序结果, 改进。 改进了公平性定值的定值的定值的精确性结果,, 改进了公平性定值的定值的定值的精确性结果, 改进了公平性结果的定的定后定的定的定的定结果, 改进后定结果是不稳性结果,, 改进了。

0
下载
关闭预览

相关内容

【AAAI2022】混合图神经网络的少样本学习
专知会员服务
45+阅读 · 2021年12月14日
【斯坦福大学Chelsea Finn-NeurIPS 2019】贝叶斯元学习
专知会员服务
37+阅读 · 2019年12月17日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月9日
Arxiv
6+阅读 · 2021年6月24日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
目标检测中的Consistent Optimization
极市平台
6+阅读 · 2019年4月23日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员