“本页形式化弱到强可学习性,并以乘法重加权组织对弱学习 oracle 的自适应调用。”
形式陈述
弱与强的量词差别
在PAC 可学习性的接口中,二分类弱学习器对规定的任意输入分布,以足够置信度输出错误率至多
“弱”不是模型参数少或经验表现普通,而是相对随机猜测有统一、可量化的优势。若
以下将输入编码长度与目标描述长度的公开上界一并计入规模参数
置信常数可通过独立重复学习及独立验证集选择来放大,必要时把优势缩小一个常数因子;这不同于直接对候选分类器投票。关键是优势
直觉
“弱”衡量的是保证离随机猜测有多远,不是模型看起来简单,也不是一次实验中的准确率略高。Boosting 能够反复利用统一优势,把许多方向不同的微小改进组合起来;若优势小到指数级,所需调用次数也会失去多项式效率。
例子与边界
若弱学习器每次错误率至多
只在一份固定训练集上做到
多类、不可知和带噪设定的随机基准与保证形式不同,不能直接复用
推论与应用
弱到强 Boosting 归约会反复对样本分布重加权并调用弱学习器;因此接口必须保证弱学习器对这些分布都有效,而不只是初始训练分布上略好。Schapire 的结果说明经典 PAC 接口下弱、强可学习的计算能力等价,AdaBoost则给出一条具体的重加权与组合路线;margin 和噪声鲁棒性仍属于后续定理,不能塞回定义。
参考资料
- Robert E. Schapire, “The Strength of Weak Learnability,” Machine Learning 5, 1990, pp. 197–227.
- Yoav Freund, Robert Schapire, “A Decision-Theoretic Generalization of On-Line Learning,” JCSS, 1997.