MIST:基于 McDiarmid 界的可靠流式决策树用于在线类别增量学习
机器学习
2026-05-19 v2 统计理论
统计理论
摘要
流式决策树是开放世界持续学习的天然候选者,因为它们执行局部更新、享有有界内存和静态决策边界。尽管如此,它们在在线类别增量学习中仍然会失败,原因在于两个耦合的校准错误:(i) 随着类别数 K 的增加,其分裂准则变得不可靠;(ii) 分裂时缺乏知识迁移。这两个失败有一个共同的根源:信息增益的范围本质上与 log2 K 成比例。因此,任何由此导出的 Hoeffding 式置信半径必然随类别数增长,这使得一个与 K 无关的分裂准则在结构上不可能实现,从而剥夺了将流式决策树应用于持续学习的潜在优势。为了解决这个问题,我们提出了 MIST(McDiarmid 增量流式树),它通过三个集成组件来解决这两个失败:(i) 一个用于 Gini 分裂的、与 K 无关的紧致 McDiarmid 置信半径,它充当结构正则化器;(ii) 一个贝叶斯继承协议,通过截断高斯矩将父节点统计量投影到子节点,当分裂最保守时,其方差缩减保证最强;(iii) 每叶 KLL 分位数草图,它支持从单一数据结构进行连续阈值评估和几何自适应叶预测。在标准和压力测试表格数据流上,MIST 在近高斯基准上与全局参数方法具有竞争力,并且在非高斯几何结构上表现出独特的鲁棒性,而当前最优基准方法在此类结构上会崩溃。
引用
@article{arxiv.2605.11617,
title = {MIST: Reliable Streaming Decision Trees for Online Class-Incremental Learning via McDiarmid Bound},
author = {Phu-Hoa Pham and Chi-Nguyen Tran and Nguyen Lam Phu Quy and Dao Sy Duy Minh and Huynh Trung Kiet and Long Tran-Thanh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.11617},
year = {2026}
}
备注
9 pages of main text, 5 figures