論文の概要: Active Learning for Level Set Estimation Using Randomized Straddle Algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03144v1
- Date: Tue, 6 Aug 2024 12:39:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-07 14:07:58.212246
- Title: Active Learning for Level Set Estimation Using Randomized Straddle Algorithms
- Title(参考訳): ランダム化ストラドルアルゴリズムを用いたレベルセット推定のためのアクティブラーニング
- Authors: Yu Inatsu, Shion Takeno, Kentaro Kutsukake, Ichiro Takeuchi,
- Abstract要約: 本稿では,関数が与えられたしきい値の上(または下)に値を取る入力点の集合を同定する新しい手法を提案する。
提案手法の信頼性パラメータは,反復数や候補点に依存しず,保守的でないという利点がある。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.96269063427081
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Level set estimation (LSE), the problem of identifying the set of input points where a function takes value above (or below) a given threshold, is important in practical applications. When the function is expensive-to-evaluate and black-box, the \textit{straddle} algorithm, which is a representative heuristic for LSE based on Gaussian process models, and its extensions having theoretical guarantees have been developed. However, many of existing methods include a confidence parameter $\beta^{1/2}_t$ that must be specified by the user, and methods that choose $\beta^{1/2}_t$ heuristically do not provide theoretical guarantees. In contrast, theoretically guaranteed values of $\beta^{1/2}_t$ need to be increased depending on the number of iterations and candidate points, and are conservative and not good for practical performance. In this study, we propose a novel method, the \textit{randomized straddle} algorithm, in which $\beta_t$ in the straddle algorithm is replaced by a random sample from the chi-squared distribution with two degrees of freedom. The confidence parameter in the proposed method has the advantages of not needing adjustment, not depending on the number of iterations and candidate points, and not being conservative. Furthermore, we show that the proposed method has theoretical guarantees that depend on the sample complexity and the number of iterations. Finally, we confirm the usefulness of the proposed method through numerical experiments using synthetic and real data.
- Abstract(参考訳): レベルセット推定(LSE)は、ある関数が与えられたしきい値以上の値を取る入力点の集合を識別する問題であり、実際的な応用において重要である。
関数が高価でブラックボックスである場合、ガウス過程モデルに基づくLSEの代表的なヒューリスティックである \textit{straddle} アルゴリズムが開発され、理論的保証を持つ拡張が開発された。
しかし、既存のメソッドの多くは、ユーザが指定しなければならない信頼パラメータ $\beta^{1/2}_t$ や、$\beta^{1/2}_t$ をヒューリスティックに選択したメソッドは理論的保証を提供していない。
対照的に、理論的に保証された$\beta^{1/2}_t$の値は、反復数や候補点の数によって増大する必要がある。
そこで本研究では,ストラドルアルゴリズムにおける$\beta_t$を,2自由度を持つカイ二乗分布からランダムなサンプルに置き換える,新しい手法である「textit{randomized straddle} アルゴリズム」を提案する。
提案手法の信頼性パラメータは,反復数や候補点に依存しず,保守的でないという利点がある。
さらに,提案手法は,サンプルの複雑さと反復回数に依存する理論的保証を有することを示す。
最後に,合成データと実データを用いた数値実験により,提案手法の有用性を確認した。
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