論文の概要: A Unified Framework for Multi-distribution Density Ratio Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.03440v1
- Date: Tue, 7 Dec 2021 01:23:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-12-08 13:53:31.009546
- Title: A Unified Framework for Multi-distribution Density Ratio Estimation
- Title(参考訳): 多分布密度比推定のための統一フレームワーク
- Authors: Lantao Yu, Yujia Jin, Stefano Ermon
- Abstract要約: バイナリ密度比推定(DRE)は多くの最先端の機械学習アルゴリズムの基礎を提供する。
ブレグマン最小化の発散の観点から一般的な枠組みを開発する。
我々のフレームワークはバイナリDREでそれらのフレームワークを厳格に一般化する手法に導かれることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 101.67420298343512
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Binary density ratio estimation (DRE), the problem of estimating the ratio
$p_1/p_2$ given their empirical samples, provides the foundation for many
state-of-the-art machine learning algorithms such as contrastive representation
learning and covariate shift adaptation. In this work, we consider a
generalized setting where given samples from multiple distributions $p_1,
\ldots, p_k$ (for $k > 2$), we aim to efficiently estimate the density ratios
between all pairs of distributions. Such a generalization leads to important
new applications such as estimating statistical discrepancy among multiple
random variables like multi-distribution $f$-divergence, and bias correction
via multiple importance sampling. We then develop a general framework from the
perspective of Bregman divergence minimization, where each strictly convex
multivariate function induces a proper loss for multi-distribution DRE.
Moreover, we rederive the theoretical connection between multi-distribution
density ratio estimation and class probability estimation, justifying the use
of any strictly proper scoring rule composite with a link function for
multi-distribution DRE. We show that our framework leads to methods that
strictly generalize their counterparts in binary DRE, as well as new methods
that show comparable or superior performance on various downstream tasks.
- Abstract(参考訳): 2進密度比推定(dre)は、経験的なサンプルを与えられた比$p_1/p_2$を推定する問題であり、コントラスト表現学習や共変量シフト適応といった最先端機械学習アルゴリズムの基礎を提供する。
本研究では、複数の分布から与えられたサンプルを$p_1, \ldots, p_k$ ($k > 2$) とし、全ての分布間の密度比を効率的に推定する一般化された設定を考える。
このような一般化は、マルチディストリビューション$f$-divergenceのような複数の確率変数間の統計的差分を推定したり、複数の重要サンプリングによるバイアス補正といった重要な新しい応用をもたらす。
次に,Bregmanの発散最小化の観点から,各厳密凸多変量関数が多重分布DREの適切な損失を誘導する一般フレームワークを開発する。
さらに,多分布密度比推定とクラス確率推定との理論的関係を補正し,多分布DREのためのリンク関数付き厳密なスコアリングルール合成の利用を正当化する。
我々のフレームワークは、バイナリDREでそれらを厳格に一般化するメソッドと、様々な下流タスクにおいて同等または優れたパフォーマンスを示す新しいメソッドに導かれることを示す。
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