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提升法即 Frank-Wolfe 算法

机器学习 2022-10-03 v2 最优化与控制

摘要

一些提升算法,如 LPBoost、ERLPBoost 和 C-ERLPBoost,旨在求解带 1\ell_1 范数正则化的软间隔优化问题。LPBoost 在实践中快速收敛到 ϵ\epsilon 近似解,但已知在最坏情况下需要 Ω(m)\Omega(m) 次迭代,其中 mm 为样本量。另一方面,ERLPBoost 和 C-ERLPBoost 保证在 O(1ϵ2lnmν)O(\frac{1}{\epsilon^2} \ln \frac{m}{\nu}) 次迭代内收敛到 ϵ\epsilon 近似解。然而,与 LPBoost 相比,每次迭代的计算量非常高。为解决此问题,我们提出一种通用提升方案,结合 Frank-Wolfe 算法与任意辅助算法并迭代切换二者。我们证明该方案保留了与 ERLPBoost 和 C-ERLPBoost 相同的收敛保证。可引入任意辅助算法以在实践上改进。该方案源于软间隔优化提升算法的统一视角。更具体地,我们证明 LPBoost、ERLPBoost 和 C-ERLPBoost 均为 Frank-Wolfe 算法的实例。在真实数据集上的实验中,我们方案的一个实例利用了辅助算法更好的更新,并与 LPBoost 表现相当。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.10831,
  title  = {Boosting as Frank-Wolfe},
  author = {Ryotaro Mitsuboshi and Kohei Hatano and Eiji Takimoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.10831},
  year   = {2022}
}