Classical regression has a simple geometric description in terms of a projection of the training labels onto the column space of the design matrix. However, for over-parameterized models -- where the number of fit parameters is large enough to perfectly fit the training data -- this picture becomes uninformative. Here, we present an alternative geometric interpretation of regression that applies to both under- and over-parameterized models. Unlike the classical picture which takes place in the space of training labels, our new picture resides in the space of input features. This new feature-based perspective provides a natural geometric interpretation of the double-descent phenomenon in the context of bias and variance, explaining why it can occur even in the absence of label noise. Furthermore, we show that adversarial perturbations -- small perturbations to the input features that result in large changes in label values -- are a generic feature of biased models, arising from the underlying geometry. We demonstrate these ideas by analyzing three minimal models for over-parameterized linear least squares regression: without basis functions (input features equal model features) and with linear or nonlinear basis functions (two-layer neural networks with linear or nonlinear activation functions, respectively).


翻译:经典回归在设计矩阵的柱状空间对培训标签的预测方面有一个简单的几何描述。然而,对于过于参数化模型 -- -- 适合参数的数量非常大,足以完全适应培训数据 -- -- 这一图象变得不具有信息规范。在这里,我们展示了一种适用于低度和超度参数化模型的关于回归的替代几何解释。与在培训标签空间中发生的典型图象不同,我们的新图象存在于输入特征的空间中。这种基于地貌的新图象在偏差和差异的情况下为双日现象提供了自然几何解释,解释了为什么即使在没有标签噪音的情况下,也会出现双日形现象。此外,我们显示,对立性扰动 -- -- 导致标签值发生巨大变化的输入特征的微扰动 -- -- 是偏差模型的一般特征,产生于基本的几何测量。我们通过分析以下三个最起码的模型来展示这些想法:没有基础功能(等模特征)以及线性或非线性基本功能(两层线性或非线性运行功能)。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
41+阅读 · 2021年4月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
1+阅读 · 2021年5月18日
Interpretable Adversarial Training for Text
Arxiv
5+阅读 · 2019年5月30日
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月30日
Arxiv
4+阅读 · 2018年1月15日
Arxiv
9+阅读 · 2018年1月4日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
41+阅读 · 2021年4月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员