論文の概要: Weight Vector Tuning and Asymptotic Analysis of Binary Linear Classifiers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.00567v1
• Date: Fri, 1 Oct 2021 17:50:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2021-10-04 14:39:35.218196
• Title: Weight Vector Tuning and Asymptotic Analysis of Binary Linear Classifiers
• Title（参考訳）: 二元線形分類器の重みベクトルチューニングと漸近解析
• Authors: Lama B. Niyazi, Abla Kammoun, Hayssam Dahrouj, Mohamed-Slim Alouini, and Tareq Al-Naffouri
• Abstract要約: 本稿では,スカラーによる判別器の分解をパラメータ化することで,ジェネリックバイナリ線形分類器の重みベクトルチューニングを提案する。 また,重みベクトルチューニングは,高推定雑音下での線形判別分析(LDA)の性能を著しく向上させることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 82.5915112474988
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Unlike its intercept, a linear classifier's weight vector cannot be tuned by a simple grid search. Hence, this paper proposes weight vector tuning of a generic binary linear classifier through the parameterization of a decomposition of the discriminant by a scalar which controls the trade-off between conflicting informative and noisy terms. By varying this parameter, the original weight vector is modified in a meaningful way. Applying this method to a number of linear classifiers under a variety of data dimensionality and sample size settings reveals that the classification performance loss due to non-optimal native hyperparameters can be compensated for by weight vector tuning. This yields computational savings as the proposed tuning method reduces to tuning a scalar compared to tuning the native hyperparameter, which may involve repeated weight vector generation along with its burden of optimization, dimensionality reduction, etc., depending on the classifier. It is also found that weight vector tuning significantly improves the performance of Linear Discriminant Analysis (LDA) under high estimation noise. Proceeding from this second finding, an asymptotic study of the misclassification probability of the parameterized LDA classifier in the growth regime where the data dimensionality and sample size are comparable is conducted. Using random matrix theory, the misclassification probability is shown to converge to a quantity that is a function of the true statistics of the data. Additionally, an estimator of the misclassification probability is derived. Finally, computationally efficient tuning of the parameter using this estimator is demonstrated on real data.
• Abstract（参考訳）: インターセプトとは異なり、線形分類器の重みベクトルは単純なグリッド探索ではチューニングできない。 そこで,本論文では,相反する情報項と雑音項のトレードオフを制御するスカラーによる判別器の分解のパラメータ化を通じて,一般二元線形分類器の重みベクトルチューニングを提案する。 このパラメータを変更することで、元の重みベクトルは意味のある方法で修正される。 この手法を様々なデータ次元とサンプルサイズの設定の下で多くの線形分類器に適用すると、非最適ネイティブハイパーパラメータによる分類性能の損失は、重みベクトルチューニングによって補償できることが分かる。 提案手法は, 最適化, 次元化等の負荷とともに, 繰り返し重みベクトル生成を含むネイティブハイパーパラメータのチューニングと比較してスカラーのチューニングを減少させるので, 計算の節約が期待できる。 また,重みベクトルチューニングは,高推定雑音下での線形判別分析(LDA)の性能を著しく向上させることがわかった。 この2番目の発見から、データ次元とサンプルサイズが同等となる成長状態におけるパラメータ化LDA分類器の誤分類確率に関する漸近的研究を行った。 ランダム行列理論を用いて、誤分類確率はデータの真の統計量の関数である量に収束することが示されている。 さらに、誤分類確率の推定器を導出する。 最後に、この推定器を用いたパラメータの計算効率の良いチューニングを実データで示す。

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