論文の概要: Learning and Testing Variable Partitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.12990v1
- Date: Sun, 29 Mar 2020 10:12:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-18 13:23:10.611482
- Title: Learning and Testing Variable Partitions
- Title(参考訳): 変数分割の学習とテスト
- Authors: Andrej Bogdanov and Baoxiang Wang
- Abstract要約: 我々は $mathcalO(k n2)(delta + epsilon)$ が、任意の $epsilon > 0$ に対して $tildemathcalO(n2 mathrmpoly (1/epsilon)$ で学習可能であることを示す。
また、両面のテスタでさえ$k = 2$の場合に$Omega(n)$クエリが必要であることも示しています。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.575794982844222
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: $ $Let $F$ be a multivariate function from a product set $\Sigma^n$ to an
Abelian group $G$. A $k$-partition of $F$ with cost $\delta$ is a partition of
the set of variables $\mathbf{V}$ into $k$ non-empty subsets $(\mathbf{X}_1,
\dots, \mathbf{X}_k)$ such that $F(\mathbf{V})$ is $\delta$-close to
$F_1(\mathbf{X}_1)+\dots+F_k(\mathbf{X}_k)$ for some $F_1, \dots, F_k$ with
respect to a given error metric. We study algorithms for agnostically learning
$k$ partitions and testing $k$-partitionability over various groups and error
metrics given query access to $F$. In particular we show that
$1.$ Given a function that has a $k$-partition of cost $\delta$, a partition
of cost $\mathcal{O}(k n^2)(\delta + \epsilon)$ can be learned in time
$\tilde{\mathcal{O}}(n^2 \mathrm{poly} (1/\epsilon))$ for any $\epsilon > 0$.
In contrast, for $k = 2$ and $n = 3$ learning a partition of cost $\delta +
\epsilon$ is NP-hard.
$2.$ When $F$ is real-valued and the error metric is the 2-norm, a
2-partition of cost $\sqrt{\delta^2 + \epsilon}$ can be learned in time
$\tilde{\mathcal{O}}(n^5/\epsilon^2)$.
$3.$ When $F$ is $\mathbb{Z}_q$-valued and the error metric is Hamming
weight, $k$-partitionability is testable with one-sided error and
$\mathcal{O}(kn^3/\epsilon)$ non-adaptive queries. We also show that even
two-sided testers require $\Omega(n)$ queries when $k = 2$.
This work was motivated by reinforcement learning control tasks in which the
set of control variables can be partitioned. The partitioning reduces the task
into multiple lower-dimensional ones that are relatively easier to learn. Our
second algorithm empirically increases the scores attained over previous
heuristic partitioning methods applied in this context.
- Abstract(参考訳): $Let $F$ は積集合 $\Sigma^n$ からアベリア群 $G$ への多変数函数である。
$k$-partition of $F$ with cost $\delta$ は変数の集合 $\mathbf{V}$ から $k$ 非空部分集合 $(\mathbf{X}_1, \dots, \mathbf{X}_k)$ への分割であり、$F(\mathbf{V})$ は $F_1(\mathbf{X}_1)+\dots+F_k(\mathbf{X}_k)$ に対して、与えられた誤差計量に関して $F_1, \dots, F_k$ となる。
我々は、様々なグループに対して$k$パーティションを学習し、$F$へのクエリアクセスを与えられたエラーメトリクスに対して$k$パーティショナビリティをテストするアルゴリズムを研究した。
特に、$k$-partition of cost$\delta$を持つ関数に対して、$\mathcal{o}(k n^2)(\delta + \epsilon)$ の分割は、$\tilde{\mathcal{o}}(n^2 \mathrm{poly} (1/\epsilon))$ 任意の$\epsilon > 0$ に対して学習できる。
対照的に、$k = 2$ と $n = 3$ では、コスト$\delta + \epsilon$ の分割はnp-hardである。
f$ が実数値で、エラーメトリックが 2-ノルムである場合、$\sqrt{\delta^2 + \epsilon}$ の2分割は $\tilde{\mathcal{o}}(n^5/\epsilon^2)$ で学習できる。
$f$ が $\mathbb{z}_q$-valued であり、エラーメトリクスが重くなり、$k$-partitionability は片側のエラーでテスト可能であり、$\mathcal{o}(kn^3/\epsilon)$ は非適応クエリである。
また、両面のテスタでさえ$k = 2$の場合に$\Omega(n)$クエリが必要であることも示しています。
この作業は、制御変数の集合を分割できる強化学習制御タスクによって動機づけられた。
パーティショニングはタスクを比較的学習しやすい複数の低次元のタスクに還元する。
第2のアルゴリズムは,この文脈で適用した従来のヒューリスティック分割法より得られたスコアを経験的に向上させる。
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