“设学习器共犯 $M$ 次错误。每次犯错时,至少一半总权重支持学习器的错误标签,因此更新后 $$ W {t+1}\le\frac{1+\beta}{2}W t. $$ 只在犯错轮使用这一收缩,…”
形式陈述 ​
协议与保证 ​
沿用在线学习协议,每轮先见
有限类的 Halving 算法维护与历史一致的版本空间,每次按版本空间多数预测。每次犯错至少淘汰一半候选,所以错误数至多
版本空间在第
可实现性保证
直觉
版本空间把“仍可能是真目标”的候选保留下来。Halving 并不要求每轮知道哪个候选正确;它只选择能让两种标签分支尽量平衡的预测,使每次错误都购买一次至少减半的信息进展。正因为真目标始终留在集合中,这种缩减不可能无限发生。
这个证明还显示无限类不能直接用基数对数。无限类是否有有限最坏错误界由 Littlestone 维控制;VC 维只刻画 IID 批学习,二者可能不同。
例子与边界
若序列含噪,不存在零错误比较器,绝对错误界通常不再有限;应改用相对最好假设的 regret 或 agnostic mistake bound。预测后才揭示标签也是本质条件,不能把事后重放当在线保证。
以四个候选假设开始,第一次按多数预测却犯错后,至少两个候选与新标签矛盾,版本空间至多剩两个;第二次犯错后至多剩一个。只要序列可实现,真目标从不会被删掉,因此算法最多犯
推论与应用
当预测来自有限专家集合且每轮能观察专家是否出错时,Weighted Majority 算法按错误乘性衰减权重,把学习器累计错误控制在最佳固定专家错误数与
Halving 算法把有限类的版本空间缩减变成
错误界与 PAC 样本界可以使用同一个类,却量化不同序列。PAC 对 IID 抽样给概率保证;mistake bound 要对对手挑选的任意可实现次序成立。有限 VC 维也不自动给有限在线错误界,不能在两种协议之间只替换复杂度符号。
参考资料
- Nick Littlestone, “Learning Quickly When Irrelevant Attributes Abound: A New Linear-Threshold Algorithm,” Machine Learning 2, 1988, pp. 285–318.
- Nick Littlestone and Manfred K. Warmuth, “The Weighted Majority Algorithm,” Information and Computation 108(2), 1994, pp. 212–261.