As one of the central tasks in machine learning, regression finds lots of applications in different fields. An existing common practice for solving regression problems is the mean square error (MSE) minimization approach or its regularized variants which require prior knowledge about the models. Recently, Yi et al., proposed a mutual information based supervised learning framework where they introduced a label entropy regularization which does not require any prior knowledge. When applied to classification tasks and solved via a stochastic gradient descent (SGD) optimization algorithm, their approach achieved significant improvement over the commonly used cross entropy loss and its variants. However, they did not provide a theoretical convergence analysis of the SGD algorithm for the proposed formulation. Besides, applying the framework to regression tasks is nontrivial due to the potentially infinite support set of the label. In this paper, we investigate the regression under the mutual information based supervised learning framework. We first argue that the MSE minimization approach is equivalent to a conditional entropy learning problem, and then propose a mutual information learning formulation for solving regression problems by using a reparameterization technique. For the proposed formulation, we give the convergence analysis of the SGD algorithm for solving it in practice. Finally, we consider a multi-output regression data model where we derive the generalization performance lower bound in terms of the mutual information associated with the underlying data distribution. The result shows that the high dimensionality can be a bless instead of a curse, which is controlled by a threshold. We hope our work will serve as a good starting point for further research on the mutual information based regression.


翻译:作为机器学习的核心任务之一,回归在不同的领域找到许多应用。解决回归问题的常见做法是平均平差差(MSE)最小化方法或其常规变方,这些变方需要事先了解模型。最近,Yi等人提议了一个基于相互信息的监督学习框架,其中他们引入了一个不需要任何先前知识的标签诱变式正规化。当应用到分类任务和通过随机梯级梯级下降优化算法(SGD)解决时,它们的方法在通常使用的交叉诱变损失及其变方方面取得了显著的改进。然而,它们并没有对拟议共同拟订的SGD算法提供理论上的趋同分析。此外,对回归任务适用框架并非三边化,因为标签可能得到无限的支持。在本文件中,我们调查基于相互信息的监督学习框架下的回归。我们首先认为,最小化方法相当于一个有条件的诱变梯级学习问题,然后提出一种共同的信息学习模式,通过重新校正技术解决回归问题。我们提议的提法,我们给“SGDGD回归法”的模型的趋同点,开始分析,因为其基础的回归值是共同分析基础数据,从而获得高水平数据。最后,我们考虑“高水平分析,我们用高水平数据分析,我们用高水平数据分析,我们用一个基础数据分析,从而得出数据。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月21日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
20+阅读 · 2019年12月31日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员