The Expected Improvement (EI) method, proposed by Jones et al. (1998), is a widely-used Bayesian optimization method, which makes use of a fitted Gaussian process model for efficient black-box optimization. However, one key drawback of EI is that it is overly greedy in exploiting the fitted Gaussian process model for optimization, which results in suboptimal solutions even with large sample sizes. To address this, we propose a new hierarchical EI (HEI) framework, which makes use of a hierarchical Gaussian process model. HEI preserves a closed-form acquisition function, and corrects the over-greediness of EI by encouraging exploration of the optimization space. We then introduce hyperparameter estimation methods which allow HEI to mimic a fully Bayesian optimization procedure, while avoiding expensive Markov-chain Monte Carlo sampling steps. We prove the global convergence of HEI over a broad function space, and establish near-minimax convergence rates under certain prior specifications. Numerical experiments show the improvement of HEI over existing Bayesian optimization methods, for synthetic functions and a semiconductor manufacturing optimization problem.


翻译:琼斯等人(1998年)提出的预期改进方法(EI)是一种广泛使用的巴伊西亚优化方法,它使用一个安装的高斯进程模型来高效黑箱优化黑箱优化,然而,EI的一个主要缺点是,它过度贪婪地利用合适的高斯进程模型来优化,这导致即使抽样规模大,也存在不理想的解决方案。为了解决这个问题,我们提议一个新的等级框架,即EI(HEI),它使用等级高斯进程模型。HEI保留一种封闭式获取功能,并通过鼓励探索优化空间来纠正EI的过度成熟性。我们随后采用了超参数估计方法,使HEI能够模拟完全的巴伊西亚优化程序,同时避免昂贵的马可夫-链蒙特卡洛取样步骤。我们证明HEI在广泛的功能空间上的全球趋同,并根据某些先前的规格建立近微量的趋同率。Numericalical实验显示HEI在合成功能和半导体制造问题方面对现有巴伊斯优化方法的改进。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
121+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
52+阅读 · 2019年9月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
【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3月11日
Arxiv
9+阅读 · 2019年4月19日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
【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