We provide finite sample guarantees for the classical Chow-Liu algorithm (IEEE Trans.~Inform.~Theory, 1968) to learn a tree-structured graphical model of a distribution. For a distribution $P$ on $\Sigma^n$ and a tree $T$ on $n$ nodes, we say $T$ is an $\varepsilon$-approximate tree for $P$ if there is a $T$-structured distribution $Q$ such that $D(P\;||\;Q)$ is at most $\varepsilon$ more than the best possible tree-structured distribution for $P$. We show that if $P$ itself is tree-structured, then the Chow-Liu algorithm with the plug-in estimator for mutual information with $\widetilde{O}(|\Sigma|^3 n\varepsilon^{-1})$ i.i.d.~samples outputs an $\varepsilon$-approximate tree for $P$ with constant probability. In contrast, for a general $P$ (which may not be tree-structured), $\Omega(n^2\varepsilon^{-2})$ samples are necessary to find an $\varepsilon$-approximate tree. Our upper bound is based on a new conditional independence tester that addresses an open problem posed by Canonne, Diakonikolas, Kane, and Stewart~(STOC, 2018): we prove that for three random variables $X,Y,Z$ each over $\Sigma$, testing if $I(X; Y \mid Z)$ is $0$ or $\geq \varepsilon$ is possible with $\widetilde{O}(|\Sigma|^3/\varepsilon)$ samples. Finally, we show that for a specific tree $T$, with $\widetilde{O} (|\Sigma|^2n\varepsilon^{-1})$ samples from a distribution $P$ over $\Sigma^n$, one can efficiently learn the closest $T$-structured distribution in KL divergence by applying the add-1 estimator at each node.


翻译:我们为古典Chow-Liu运算( IEEE Trans.~Inform.~Theory,1968) 提供有限的样本保证,用于学习树结构化的分布模型。对于以美元计的发行量P$和以美元节点计的树$T$,我们说$T$是用美元结构化的发行量P$P$;如果有美元结构化的发行量QQQ$,则美元(P\;@@@@@Q); Q) 最多为美元(d) 美元(varepsil) 而不是最好的树结构化的发行量美元。如果以美元结构化的本身是树结构化的,那么Chow-Liu算法的共享量为美元;如果以美元(crecial) 或以美元(美元) 以美元结构化的发行量(美元),那么以美元(cicilsion) 以美元(crecial-toal_Zeal) 根基的发行量數。

0
下载
关闭预览

相关内容

【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
谷歌足球游戏环境使用介绍
CreateAMind
31+阅读 · 2019年6月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月23日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关VIP内容
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
谷歌足球游戏环境使用介绍
CreateAMind
31+阅读 · 2019年6月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员