PAC-Bayesian transfer learning: theory and algorithms
PAC-Bayesian transfer learning: theory and algorithms
批准号:
RGPIN-2020-07223
负责人:
Germain, Pascal
金额:
$2.11万
依托单位:
依托单位国家:
加拿大
项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
财政年份:
2020
资助国家:
加拿大
项目状态:
已结题
起止时间:
2020-01-01 至 2021-12-31
中文摘要
由David McAllester(1999)提出的PAC-贝叶斯理论是机器学习的一种统计方法。它提供了预测器精度的保证,用泛化误差的概率上界表示。经典PAC-贝叶斯结果的主要假设是,观察到的训练集包含由(固定的和未知的)数据分布生成的独立且同分布(IID)的观测值,并且学习的预测器将用于由完全相同的数据分布生成的观测值。这一假设不适用于许多现实生活中的机器学习任务,因为数据分布容易随着时间和环境而演变。
为了避免为每个新的数据分布从头开始重新训练机器学习-这需要为新任务设置适当的训练集(S)-已经开发了几种迁移学习方法。迁移学习框架涵盖了通过解决第一个任务而学到的所有方法,以解决第二个任务(不同于第一个任务,但与第一个任务相关)。在有利的情况下,可能只需要很少的训练观察就可以使预测器适应新任务。注意,根据问题的特点,有几种迁移学习方法:领域自适应、多任务学习、元学习等。一种感兴趣的框架是表征学习框架,它已被最近的深度神经网络的进展所普及。本研究方案侧重于利用PAC-贝叶斯理论对多种迁移学习方法进行研究,分为两个主要研究轴线。
第一个轴心将是将无监督表示学习框架研究到PAC-贝叶斯范式中。Arora等人最近提出的“对比”表征学习的严格理论形式化是一个很有前途的研究方向。(2019年)。它为人们从数学上研究手头的问题提供了坚实的基础。所得到的分析结果将用于神经网络的学习表示,但也将用于其他方法作为核心方法。
第二个轴将建立在Germain等人的域适应算法的基础上。(2016),命名为DALC。虽然该算法在小数据集上是有效的,但与其他经典的核方法一样,由于算法的复杂性,它不能用于大数据集。一种众所周知的加速核方法的方法是随机傅立叶特征逼近(Rahimi和Recht,2007),我们从PAC-Bayes的角度重新讨论了这一点(Letarte等人,2019年)。另一种策略将是开发一种PAC-贝叶斯最优传输方法来实现域适应。
英文摘要
The PAC-Bayesian theory, initiated by David McAllester (1999), is a statistical approach to machine learning. It provides guarantees on predictor accuracy, expressed by probabilistic upper bounds on the generalization error. The main assumption of the classical PAC-Bayesian results is that the observed training set contains independently and identically distributed (iid) observations generated by a (fixed and unknown) data distribution, and that the learned predictor is to be used on observations generated by the very same data distribution. This assumption does not hold for many real-life machine learning tasks, as the data distribution is prone to evolve with time and environment.
To avoid retraining a machine learning from scratch for every new data distribution - which requires a proper training set for the new task(s) - several transfer learning methods have been developed. The transfer learning framework encompasses all methods reusing the "knowledge" learned by solving a first task in order to solve a second task (different but related to the first one). In a favorable context, only few training observations might be necessary to adapt the predictor to the new task. Note that there exist several transfer learning approaches, according to the problem characteristics: domain adaptation, multitask learning, meta-learning, etc. A framework of interest is the representation learning one, which has been popularized by the recent deep neural networks advances. This research proposal focuses on leveraging the PAC-Bayesian theory to study a variety of transfer learning approaches, divided into two main research axes.
A fist axis will be to study the unsupervised representation learning framework into the PAC-Bayesian paradigm. A promising research direction is the rigorous theoretical formalization of "contrastive" representation learning proposed recently by Arora et al. (2019). It gives a solid basis from which one can mathematically study the problem at hand. The resulting analysis will be used for learning representation with neural networks, but also other methods as kernel ones.
A second axis will be to build on the domain adaptation algorithm of Germain et al. (2016), named DALC. Although efficient on small datasets, this algorithm, as other classical kernel methods, cannot be used on large datasets due to its algorithmic complexity. A well-known method to accelerate kernel methods is the approximation by random Fourier features (Rahimi and Recht, 2007), that we revisited from a PAC-Bayesian perspective (Letarte et al., 2019). Another strategy will be to develop a PAC-Bayesian optimal transport approach to domain adaptation.
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
PAC-Bayesian transfer learning: theory and algorithms
-
批准号:RGPIN-2020-07223
-
项目类别:Discovery Grants Program - Individual
-
资助金额:$2.11万
-
财政年份:2022
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
PAC-Bayesian transfer learning: theory and algorithms
-
批准号:RGPIN-2020-07223
-
项目类别:Discovery Grants Program - Individual
-
资助金额:$2.11万
-
财政年份:2021
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
PAC-Bayesian transfer learning: theory and algorithms
-
批准号:DGECR-2020-00313
-
项目类别:Discovery Launch Supplement
-
资助金额:$0.91万
-
财政年份:2020
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Conception et analyse d'algorithmes d'apprentissage PAC-Bayésiens pour données massives
-
批准号:471676-2015
-
项目类别:Postdoctoral Fellowships
-
资助金额:$1.64万
-
财政年份:2017
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Conception et analyse d'algorithmes d'apprentissage PAC-Bayésiens pour données massives
-
批准号:471676-2015
-
项目类别:Postdoctoral Fellowships
-
资助金额:$3.28万
-
财政年份:2016
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Conception et analyse d'algorithmes d'apprentissage PAC-Bayésiens pour données massives
-
批准号:471676-2015
-
项目类别:Postdoctoral Fellowships
-
资助金额:$1.64万
-
财政年份:2015
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Développement d'algorithmes d'apprentissage automatique basés sur la minimisation de bornes théoriques
-
批准号:347552-2009
-
项目类别:Postgraduate Scholarships - Doctoral
-
资助金额:$1.53万
-
财政年份:2010
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Développement d'algorithmes d'apprentissage automatique basés sur la minimisation de bornes théoriques
-
批准号:347552-2009
-
项目类别:Postgraduate Scholarships - Doctoral
-
资助金额:$1.53万
-
财政年份:2009
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Classification de lieux physiques à l'aide de données recueillies par capteurs lasers
-
批准号:347552-2008
-
项目类别:Postgraduate Scholarships - Master's
-
资助金额:$1.26万
-
财政年份:2008
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
Classification de lieux physiques à l'aide de données recueillies par capteurs lasers
-
批准号:347552-2007
-
项目类别:Postgraduate Scholarships - Master's
-
资助金额:$1.26万
-
财政年份:2007
-
负责人:Germain, Pascal
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
基于 Bayesian 动态权重的脑出血早期风险预测模型方法研究
-
批准号:JCZRQNB202600722
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2026
-
负责人:
-
依托单位:
多元纵向数据与复发事件和终止事件的Bayesian联合模型研究
-
批准号:82173628
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52万元
-
批准年份:2021
-
负责人:尹平
-
依托单位:
三维地质模型约束下地球化学场的Bayesian-MCMC推断
-
批准号:42072326
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:63.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:张宝一
-
依托单位:
基于Bayesian Kriging模型的压射机构稳健优化设计基础研究
-
批准号:51875209
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:59.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:游东东
-
依托单位:
X射线图像分析中的MCMC-Bayesian理论与计算方法研究
-
批准号:U1830105
-
项目类别:联合基金项目
-
资助金额:62.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:李庆武
-
依托单位:
基于Bayesian位移场的SAR图像精确配准方法研究
-
批准号:41601345
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:19.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:丁明涛
-
依托单位:
多结局Bayesian联合生存模型及糖尿病并发症预测研究
-
批准号:81673274
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:余小金
-
依托单位:
基于Meta流行病学和Bayesian方法构建针刺干预无偏倚风险效果评价体系研究
-
批准号:81403276
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:23.0万元
-
批准年份:2014
-
负责人:杜亮
-
依托单位:
BtoC电子商务中基于分层Bayesian网络的信任与声誉计算理论研究
-
批准号:71302080
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:田博
-
依托单位:
基于Bayesian网络的坚硬顶板条件下煤与瓦斯突出预警控制机理研究
-
批准号:51274089
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:80.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:杨玉中
-
依托单位: