中文

关闭部分 AUC 优化的近似差距:两种表述形式的论述

计算机视觉与模式识别 2025-12-02 v1 机器学习

摘要

作为ROC曲线下面积 (AUC) 的一种变体,部分 AUC (PAUC) 关注ROC曲线上特定范围内的假正例率 (FPR) 和/或真正例率 (TPR)。在面临类别不平衡和决策约束的实际场景中,PAUC 是关键评估指标。然而,在计算中选择这些受约束区间的实例是 NP-hard 的,因而通常需要近似技术进行实际求解。尽管过去几年在 PAUC 优化方面取得了进展,但大多数现有方法仍存在不可控制的近似误差或在优化近似 PAUC 目标时规模受限。本文通过提出两种简单的实例级 minimax 重构:一种具有渐进消失的差距,另一种在更多变量代价下保持无偏性,来关闭 PAUC 优化的近似差距。我们的核心思想是首先建立等价的实例级问题以降低时间复杂度,通过阈值学习简化复杂的样本选择程序,然后应用不同的平滑技术。配合高效求解器,所得算法在样本规模上具有线性每次迭代复杂度,对于典型的单向和双向 PAUCs 的收敛率为 O(ϵ1/3)O(\epsilon^{-1/3})。此外,我们提供了 minimax 重构的紧致泛化界。结果显式地展示了 TPR/FPR 约束 α\alpha/β\beta 对泛化的影响,并表明其精确的阶数为 O~(α1\n+1+β1\n1)\tilde{O}(\alpha^{-1}\n_+^{-1} + \beta^{-1}\n_-^{-1})。最后,在多个基准数据集上进行大量实验,验证了我们提出方法的强大性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.01213,
  title  = {Closing the Approximation Gap of Partial AUC Optimization: A Tale of Two Formulations},
  author = {Yangbangyan Jiang and Qianqian Xu and Huiyang Shao and Zhiyong Yang and Shilong Bao and Xiaochun Cao and Qingming Huang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01213},
  year   = {2025}
}