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高斯边际分布下半空间函数的恰当 agnostic 学习

数据结构与算法 2026-05-28 v1 机器学习 机器学习

摘要

我们研究了在高斯分布下,对二维概念类的恰当agnostic学习的计算效率问题。在此设置下,给定来自未知分布的独立同分布标记样本,该分布在Rd×{±1}\mathbb{R}^d \times \{\pm 1\}上的边际在Rd\mathbb{R}^d上是高斯分布,目标是输出一个来自目标类F\mathcal{F}的假设,其0-1损失在ϵ\epsilon范围内,优于F\mathcal{F}中最佳分类器。我们给出了对任意布尔函数的K个半空间在高斯边际下的恰当agnostic学习算法。我们的算法在时间上为dO(K2log(1/ϵ)/ϵ2)+(K/ϵ)O(K3/ϵ2.5)d^{O(K^2 \log(1/\epsilon)/\epsilon^2)} + (K/\epsilon)^{O(K^3/\epsilon^{2.5})}。在此之前,针对K \geq 2的唯一已知算法是暴力搜索,运行时间是维度d的指数级。此外,我们算法对维度d的依赖程度与最佳已知不恰当学习算法的依赖程度相同,即为O~(K2/ϵ2)\widetilde{O}(K^2/\epsilon^2)。对于单个半空间(K=1)的特殊情况,最佳的先前运行时间为dO(1/ϵ4)+(1/ϵ)O(1/ϵ6)d^{O(1/\epsilon^4)} + (1/\epsilon)^{O(1/\epsilon^6)},而我们的算法将其改进为dO(1/ϵ2)+(1/ϵ)O(1/ϵ2.5)d^{O(1/\epsilon^2)} + (1/\epsilon)^{O(1/\epsilon^{2.5})}。再次地,我们算法对维度d的依赖程度与最佳已知不恰当算法的依赖程度相同,即为dO(1/ϵ2)d^{O(1/\epsilon^2)}。此外,我们算法对维度d的依赖在统计查询模型中几乎是最优的。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.27594,
  title  = {Proper Agnostic Learning of Functions of Halfspaces under Gaussian Marginals},
  author = {Sergei Tikhonov and Arsen Vasilyan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27594},
  year   = {2026}
}