我们解决了条件平均嵌入(CME)的内核脊回归估算的一致性,这是给定$ y $ x $的条件分布的嵌入到目标重现内核hilbert space $ hilbert space $ hilbert Space $ \ Mathcal {H} _y $ $ $ $ 。 CME允许我们对目标RKHS功能的有条件期望,并已在非参数因果和贝叶斯推论中使用。我们解决了错误指定的设置,其中目标CME位于Hilbert-Schmidt操作员的空间中,该操作员从$ \ Mathcal {H} _X _x $和$ L_2 $和$ \ MATHCAL {H} _Y $ $之间的输入插值空间起作用。该操作员的空间被证明是新定义的矢量值插值空间的同构。使用这种同构,我们在未指定的设置下为经验CME估计量提供了一种新颖的自适应统计学习率。我们的分析表明,我们的费率与最佳$ o(\ log n / n)$速率匹配,而无需假设$ \ Mathcal {h} _y $是有限维度。我们进一步建立了学习率的下限,这表明所获得的上限是最佳的。
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We consider autocovariance operators of a stationary stochastic process on a Polish space that is embedded into a reproducing kernel Hilbert space. We investigate how empirical estimates of these operators converge along realizations of the process under various conditions. In particular, we examine ergodic and strongly mixing processes and obtain several asymptotic results as well as finite sample error bounds. We provide applications of our theory in terms of consistency results for kernel PCA with dependent data and the conditional mean embedding of transition probabilities. Finally, we use our approach to examine the nonparametric estimation of Markov transition operators and highlight how our theory can give a consistency analysis for a large family of spectral analysis methods including kernel-based dynamic mode decomposition.
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我们为在一般来源条件下的希尔伯特量表中的新型Tikhonov登记学习问题提供了最小的自适应率。我们的分析不需要在假设类中包含回归函数,并且最著名的是不使用传统的\ textit {先验{先验}假设。使用插值理论,我们证明了Mercer运算符的光谱可以在存在“紧密''$ l^{\ infty} $嵌入的存在的情况下,可以推断出合适的Hilbert鳞片的嵌入。我们的分析利用了新的傅立叶能力条件在某些参数制度中,修改后的Mercer运算符的最佳Lorentz范围空间。
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在本文中,我们考虑了基于系数的正则分布回归,该回归旨在从概率措施中回归到复制的内核希尔伯特空间(RKHS)的实现响应(RKHS),该响应将正则化放在系数上,而内核被假定为无限期的。 。该算法涉及两个采样阶段,第一阶段样本由分布组成,第二阶段样品是从这些分布中获得的。全面研究了回归函数的不同规律性范围内算法的渐近行为,并通过整体操作员技术得出学习率。我们在某些温和条件下获得最佳速率,这与单级采样的最小最佳速率相匹配。与文献中分布回归的内核方法相比,所考虑的算法不需要内核是对称的和阳性的半明确仪,因此为设计不确定的内核方法提供了一个简单的范式,从而丰富了分布回归的主题。据我们所知,这是使用不确定核进行分配回归的第一个结果,我们的算法可以改善饱和效果。
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我们研究了非参数脊的最小二乘的学习属性。特别是,我们考虑常见的估计人的估计案例,由比例依赖性内核定义,并专注于规模的作用。这些估计器内插数据,可以显示规模来通过条件号控制其稳定性。我们的分析表明,这是不同的制度,具体取决于样本大小,其尺寸与问题的平滑度之间的相互作用。实际上,当样本大小小于数据维度中的指数时,可以选择比例,以便学习错误减少。随着样本尺寸变大,总体错误停止减小但有趣地可以选择规模,使得噪声引起的差异仍然存在界线。我们的分析结合了概率,具有来自插值理论的许多分析技术。
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We study a natural extension of classical empirical risk minimization, where the hypothesis space is a random subspace of a given space. In particular, we consider possibly data dependent subspaces spanned by a random subset of the data, recovering as a special case Nystrom approaches for kernel methods. Considering random subspaces naturally leads to computational savings, but the question is whether the corresponding learning accuracy is degraded. These statistical-computational tradeoffs have been recently explored for the least squares loss and self-concordant loss functions, such as the logistic loss. Here, we work to extend these results to convex Lipschitz loss functions, that might not be smooth, such as the hinge loss used in support vector machines. This unified analysis requires developing new proofs, that use different technical tools, such as sub-gaussian inputs, to achieve fast rates. Our main results show the existence of different settings, depending on how hard the learning problem is, for which computational efficiency can be improved with no loss in performance.
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普遍认为,执行不变性改善泛化。虽然这种方法享有广泛的人气,但它最近只有严格的理论证明这种福利的展示。在这项工作中,我们构建了Elesedy和Zaidi Arxiv的功能空间透视:2102.10333,当目标不变于Compact组的动作时,派生在内核Ridge回归中的不变性的严格零常规义务。我们研究了特征平均强制执行的不变性,并发现泛化由核心和组之间的相互作用的有效维度的概念来管理。在建立这种结果时,我们发现该组的行动诱导再生核心希尔伯特空间及其内核的正交分解,这可能对自己的权利感兴趣。
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我们解决了在没有观察到的混杂的存在下的因果效应估计的问题,但是观察到潜在混杂因素的代理。在这种情况下,我们提出了两种基于内核的方法,用于非线性因果效应估计:(a)两阶段回归方法,以及(b)最大矩限制方法。我们专注于近端因果学习设置,但是我们的方法可以用来解决以弗雷霍尔姆积分方程为特征的更广泛的逆问题。特别是,我们提供了在非线性环境中解决此问题的两阶段和矩限制方法的统一视图。我们为每种算法提供一致性保证,并证明这些方法在合成数据和模拟现实世界任务的数据上获得竞争结果。特别是,我们的方法优于不适合利用代理变量的早期方法。
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在本文中,我们研究了可分离的希尔伯特空间的回归问题,并涵盖了繁殖核希尔伯特空间的非参数回归。我们研究了一类光谱/正则化算法,包括脊回归,主成分回归和梯度方法。我们证明了最佳,高概率的收敛性在研究算法的规范变体方面,考虑到对假设空间的能力假设以及目标函数的一般源条件。因此,我们以最佳速率获得了几乎确定的收敛结果。我们的结果改善并推广了先前的结果,以填补了无法实现的情况的理论差距。
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上下文匪徒问题是一个理论上合理的框架,在各个领域都有广泛的应用程序。虽然先前关于此问题的研究通常需要噪声和上下文之间的独立性,但我们的工作考虑了一个更明智的环境,其中噪声成为影响背景和奖励的潜在混杂因素。这样的混杂设置更现实,可以扩展到更广泛的应用程序。但是,未解决的混杂因素将导致奖励功能估计的偏见,从而导致极大的遗憾。为了应对混杂因素带来的挑战,我们应用了双工具变量回归,该回归可以正确识别真正的奖励功能。我们证明,在两种广泛使用的繁殖核希尔伯特空间中,该方法的收敛速率几乎是最佳的。因此,我们可以根据混杂的匪徒问题的理论保证来设计计算高效和遗憾的算法。数值结果说明了我们提出的算法在混杂的匪徒设置中的功效。
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无限维功能空间之间的学习映射已在机器学习的许多学科中取得了经验成功,包括生成建模,功能数据分析,因果推理和多方面的增强学习。在本文中,我们研究了在两个无限维sobolev繁殖内核希尔伯特空间之间学习希尔伯特 - 施密特操作员的统计限制。我们根据Sobolev Hilbert-Schmidt规范建立了信息理论的下限,并表明一种正规化学习了偏见轮廓以下的光谱成分,并且忽略了差异高于方差轮廓的频谱成分可以达到最佳学习率。同时,偏置和方差轮廓之间的光谱成分为我们设计计算可行的机器学习算法的灵活性。基于此观察结果,我们开发了一种多级内核操作员学习算法,该算法在无限维函数空间之间学习线性运算符时是最佳的。
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Many problems in causal inference and economics can be formulated in the framework of conditional moment models, which characterize the target function through a collection of conditional moment restrictions. For nonparametric conditional moment models, efficient estimation often relies on preimposed conditions on various measures of ill-posedness of the hypothesis space, which are hard to validate when flexible models are used. In this work, we address this issue by proposing a procedure that automatically learns representations with controlled measures of ill-posedness. Our method approximates a linear representation defined by the spectral decomposition of a conditional expectation operator, which can be used for kernelized estimators and is known to facilitate minimax optimal estimation in certain settings. We show this representation can be efficiently estimated from data, and establish L2 consistency for the resulting estimator. We evaluate the proposed method on proximal causal inference tasks, exhibiting promising performance on high-dimensional, semi-synthetic data.
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我们提出了基于内核Ridge回归的估计估算师,用于非参数结构功能(也称为剂量响应曲线)和半甲酰胺处理效果。治疗和协变量可以是离散的或连续的,低,高或无限的尺寸。与其他机器学习范例不同,降低了具有闭合形式解决方案的内核脊回归组合的因果估计和推理,这些ridge回归的组合,并通过矩阵操作轻松计算。这种计算简单允许我们在两个方向上扩展框架:从意味着增加和分布反事实结果;从完整人口参数到群体和替代人口的参数。对于结构函数,我们证明了具有有限样本速率的均匀一致性。对于治疗效果,我们通过新的双光谱鲁棒性属性证明$ \ sqrt {n} $一致性,高斯近似和半甲效率。我们对美国职能培训计划进行仿真和估计平均,异构和增量结构职能。
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内核方法是强大的学习方法,允许执行非线性数据分析。尽管它们很受欢迎,但在大数据方案中,它们的可伸缩性差。已经提出了各种近似方法,包括随机特征近似,以减轻问题。但是,除了内核脊回归外,大多数这些近似内核方法的统计一致性尚不清楚,其中已证明随机特征近似不仅在计算上有效,而且在统计上与最小值最佳收敛速率一致。在本文中,我们通过研究近似KPCA的计算和统计行为之间的权衡,研究了内核主成分分析(KPCA)中随机特征近似的功效。我们表明,与KPCA相比,与KPCA相比,与KPCA相比,近似KPCA在与基于内核函数基于其对相应的特征面积的投影相关的误差方面是有效的。该分析取决于伯恩斯坦类型的不平等现象,对自我偶和式希尔伯特·史克米特(Hilbert-Schmidt)操作员价值u统计量的运营商和希尔伯特·史克米特(Hilbert-Schmidt)规范取决于独立利益。
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本文研究了无限二维希尔伯特空间之间线性算子的学习。训练数据包括希尔伯特空间中的一对随机输入向量以及在未知的自我接合线性运算符下的嘈杂图像。假设操作员在已知的基础上是对角线化的,则该工作解决了给定数据估算操作员特征值的等效反问题。采用贝叶斯方法,理论分析在无限的数据限制中建立了后部收缩率,而高斯先验者与反向问题的正向图没有直接相关。主要结果还包括学习理论的概括错误保证了广泛的分配变化。这些收敛速率分别量化了数据平滑度和真实特征值衰减或生长的影响,分别是紧凑或无界操作员对样品复杂性的影响。数值证据支持对角线和非对角性环境中的理论。
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比较概率分布是许多机器学习算法的关键。最大平均差异(MMD)和最佳运输距离(OT)是在过去几年吸引丰富的关注的概率措施之间的两类距离。本文建立了一些条件,可以通过MMD规范控制Wassersein距离。我们的作品受到压缩统计学习(CSL)理论的推动,资源有效的大规模学习的一般框架,其中训练数据总结在单个向量(称为草图)中,该训练数据捕获与所考虑的学习任务相关的信息。在CSL中的现有结果启发,我们介绍了H \“较旧的较低限制的等距属性(H \”较旧的LRIP)并表明这家属性具有有趣的保证对压缩统计学习。基于MMD与Wassersein距离之间的关系,我们通过引入和研究学习任务的Wassersein可读性的概念来提供压缩统计学习的保证,即概率分布之间的某些特定于特定的特定度量,可以由Wassersein界定距离。
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We consider the problem of estimating the optimal transport map between a (fixed) source distribution $P$ and an unknown target distribution $Q$, based on samples from $Q$. The estimation of such optimal transport maps has become increasingly relevant in modern statistical applications, such as generative modeling. At present, estimation rates are only known in a few settings (e.g. when $P$ and $Q$ have densities bounded above and below and when the transport map lies in a H\"older class), which are often not reflected in practice. We present a unified methodology for obtaining rates of estimation of optimal transport maps in general function spaces. Our assumptions are significantly weaker than those appearing in the literature: we require only that the source measure $P$ satisfies a Poincar\'e inequality and that the optimal map be the gradient of a smooth convex function that lies in a space whose metric entropy can be controlled. As a special case, we recover known estimation rates for bounded densities and H\"older transport maps, but also obtain nearly sharp results in many settings not covered by prior work. For example, we provide the first statistical rates of estimation when $P$ is the normal distribution and the transport map is given by an infinite-width shallow neural network.
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我们在对数损失下引入条件密度估计的过程,我们调用SMP(样本Minmax预测器)。该估算器最大限度地减少了统计学习的新一般过度风险。在标准示例中,此绑定量表为$ d / n $,$ d $ d $模型维度和$ n $ sample大小,并在模型拼写条目下批判性仍然有效。作为一个不当(超出型号)的程序,SMP在模型内估算器(如最大似然估计)的内部估算器上,其风险过高的风险降低。相比,与顺序问题的方法相比,我们的界限删除了SubOltimal $ \ log n $因子,可以处理无限的类。对于高斯线性模型,SMP的预测和风险受到协变量的杠杆分数,几乎匹配了在没有条件的线性模型的噪声方差或近似误差的条件下匹配的最佳风险。对于Logistic回归,SMP提供了一种非贝叶斯方法来校准依赖于虚拟样本的概率预测,并且可以通过解决两个逻辑回归来计算。它达到了$ O的非渐近风险((d + b ^ 2r ^ 2)/ n)$,其中$ r $绑定了特征的规范和比较参数的$ B $。相比之下,在模型内估计器内没有比$ \ min达到更好的速率({b r} / {\ sqrt {n}},{d e ^ {br} / {n})$。这为贝叶斯方法提供了更实用的替代方法,这需要近似的后部采样,从而部分地解决了Foster等人提出的问题。 (2018)。
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我们考虑通过复制内核希尔伯特空间的相关协方差操作员对概率分布进行分析。我们表明,冯·诺伊曼(Von Neumann)的熵和这些操作员的相对熵与香农熵和相对熵的通常概念密切相关,并具有许多特性。它们与来自概率分布的各种口径的有效估计算法结合在一起。我们还考虑了产品空间,并表明对于张量产品内核,我们可以定义互信息和联合熵的概念,然后可以完美地表征独立性,但只能部分条件独立。我们最终展示了这些新的相对熵概念如何导致对数分区函数的新上限,这些函数可以与变异推理方法中的凸优化一起使用,从而提供了新的概率推理方法家族。
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我们提出和研究内核偶联梯度方法(KCGM),并在可分离的希尔伯特空间上进行最小二乘回归的随机投影。考虑两种类型的随机草图和nyStr \“ {o} m子采样产生的随机投影,我们在适当的停止规则下证明了有关算法的规范变体的最佳统计结果。尤其是我们的结果表明,如果投影维度显示了投影维度与问题的有效维度成正比,带有随机草图的KCGM可以最佳地概括,同时获得计算优势。作为推论,我们在良好条件方面的经典KCGM得出了最佳的经典KCGM,因为目标函数可能不会不会在假设空间中。
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