論文の概要: Sharp Generalization for Nonparametric Regression in Interpolation Space by Shallow Over-Parameterized Neural Networks with Channel Attention
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.01642v1
- Date: Sun, 01 Nov 2026 06:46:19 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-11-03 19:16:07.227624
- Title: Sharp Generalization for Nonparametric Regression in Interpolation Space by Shallow Over-Parameterized Neural Networks with Channel Attention
- Title(参考訳): チャネルを留意した過パラメータニューラルネットワークによる補間空間における非パラメトリック回帰のシャープ一般化
- Abstract要約: 早期停止トレーニングが回帰リスクを$cO(eps_n2)$, $eps_n$は注目カーネル$Kattn$の臨界人口率であることを示す。
本分析は,アテンションネットワークの最適化と一般化に関する2つの新しい技術結果に基づいている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.975065054204753
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- Abstract: We study nonparametric regression using an over-parameterized two-layer ReLU neural network with fixed covariance-based channel attention, trained by gradient descent with both layers updated simultaneously. The spherical covariates follow an arbitrary fixed non-atomic distribution, and the target function lies in an interpolation space with spectral bias widely studied in the statistical learning literature. We prove that early-stopped training achieves regression risk $\cO(\eps_n^2)$, where $\eps_n$ is the critical population rate of the attention kernel $\Kattn$. Its positive eigenvalues are $λ_j^{s'}$, where $λ_j$ are those of the ReLU feature covariance kernel $K$ and $s'=2s+3$ for $s\ge1$. Under polynomial eigenvalue decay $λ_j\asymp j^{-2α}$ with $α>1/2$, the regression risk bound $\cO(\eps_n^2)$ specializes to the minimax optimal rate $\cO(n^{-2αs'/(2αs'+1)})$. Our analysis is based on two new technical results on the optimization and generalization of the attention network. First, the neural network function after every gradient descent iteration admits a decomposition into a function with bounded Reproducing Kernel Hilbert Space (RKHS) norm and a uniformly small residual. Second, local Rademacher complexity converts this decomposition into a regression risk bound. Kernel gradient descent on the same ball attains the same rate, while our theorem gives explicit sufficient width and auxiliary-sample conditions for simultaneous network training. Our analysis is further extended to covariates supported on $\RR^d$ through a novel normalization method. Under a sub-Gaussian covariate distribution, the attention network achieves a nearly optimal regression risk $\cO((\log n)n^{-s'(d+3)/(s'(d+3)+d)})$ without a density assumption.
- Abstract(参考訳): 重み付けされた2層ReLUニューラルネットワークを用いた非パラメトリック回帰について検討し,両層を同時に更新した勾配降下によるトレーニングを行った。
球面共変体は任意の固定された非原子分布に従っており、ターゲット関数は統計学の文献で広く研究されているスペクトルバイアスを持つ補間空間にある。
早期停止トレーニングが回帰リスク$\cO(\eps_n^2)$を達成することを証明している。
その正の固有値は $λ_j^{s'}$ であり、$λ_j$ は ReLU 特徴共分散核 $K$ と $s'=2s+3$ for $s\ge1$ の値である。
多項式固有値減衰$λ_j\asymp j^{-2α}$と$α>1/2$とすると、回帰リスク境界$\cO(\eps_n^2)$は極小最大速度$\cO(n^{-2αs'/(2αs'+1)}$に特殊化される。
本分析は,アテンションネットワークの最適化と一般化に関する2つの新しい技術結果に基づいている。
まず、勾配降下を繰り返した後のニューラルネットワーク関数は、有界再生ケルネルヒルベルト空間(RKHS)ノルムと一様に小さい残差を持つ関数に分解される。
第二に、局所ラデマッハ複雑性は、この分解を回帰リスク境界に変換する。
同じボール上でのカーネル勾配降下は、同じ速度を達成する一方、我々の定理は、同時ネットワークトレーニングのための十分な幅と補助サンプル条件を明示する。
我々の解析は、新しい正規化法により$\RR^d$でサポートされた共変量にさらに拡張される。
準ガウス共変量分布の下では、アテンションネットワークは密度仮定なしでほぼ最適な回帰リスク $\cO((\log n)n^{-s'(d+3)/(s'(d+3)+d)} を達成する。
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