論文の概要: SIMPLE: A Gradient Estimator for $k$-Subset Sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01941v1
• Date: Tue, 4 Oct 2022 22:33:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-10-06 13:07:31.647103
• Title: SIMPLE: A Gradient Estimator for $k$-Subset Sampling
• Title（参考訳）: SIMPLE:$k$-subsetサンプリングのための勾配推定器
• Authors: Kareem Ahmed, Zhe Zeng, Mathias Niepert, Guy Van den Broeck
• Abstract要約: この作業では、フォワードパスの離散$k$-subsetサンプリングに戻ります。 勾配推定器 SIMPLE は, 最先端推定器と比較して, バイアスやばらつきが低いことを示す。 実験結果から,線形回帰を説明・スパースする学習性能が向上した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.60825874225453
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: $k$-subset sampling is ubiquitous in machine learning, enabling regularization and interpretability through sparsity. The challenge lies in rendering $k$-subset sampling amenable to end-to-end learning. This has typically involved relaxing the reparameterized samples to allow for backpropagation, with the risk of introducing high bias and high variance. In this work, we fall back to discrete $k$-subset sampling on the forward pass. This is coupled with using the gradient with respect to the exact marginals, computed efficiently, as a proxy for the true gradient. We show that our gradient estimator, SIMPLE, exhibits lower bias and variance compared to state-of-the-art estimators, including the straight-through Gumbel estimator when $k = 1$. Empirical results show improved performance on learning to explain and sparse linear regression. We provide an algorithm for computing the exact ELBO for the $k$-subset distribution, obtaining significantly lower loss compared to SOTA.
• Abstract（参考訳）: $k$-subsetサンプリングは機械学習においてユビキタスであり、スパーシティによる正規化と解釈を可能にする。 この課題は、エンドツーエンドの学習に適した$k$-subsetサンプリングのレンダリングにある。 これは典型的には、再パラメータ化されたサンプルを緩和してバックプロパゲーションを可能にし、高いバイアスと高い分散をもたらすリスクがある。 この作業では、フォワードパスで個別の$k$-subsetサンプリングにフォールバックします。 これは、真の勾配のプロキシとして効率的に計算された、正確な辺辺に関する勾配と結合する。 勾配推定器 SIMPLE は,k = 1$ のときのストレートスルー Gumbel 推定器を含む最先端推定器と比較して,バイアスやばらつきが低いことを示す。 実験の結果,線形回帰を説明・スパースする学習性能が向上した。 我々は,$k$-subset分布の正確なELBOを計算し,SOTAと比較して損失を著しく低減するアルゴリズムを提案する。

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