Towards a Unified Information-Theoretic Framework for Generalization
Notice bibliographique
Résumé
In this work, we investigate the expressiveness of the conditional mutual information (CMI) framework of Steinke and Zakynthinou (2020) and the prospect of using it to provide a unified framework for proving generalization bounds in the realizable setting. We first demonstrate that one can use this framework to express non-trivial (but sub-optimal) bounds for any learning algorithm that outputs hypotheses from a class of bounded VC dimension. We prove that the CMI framework yields the optimal bound on the expected risk of Support Vector Machines (SVMs) for learning halfspaces. This result is an application of our general result showing that stable compression schemes Bousquet al. (2020) of size $k$ have uniformly bounded CMI of order $O(k)$. We further show that an inherent limitation of proper learning of VC classes contradicts the existence of a proper learner with constant CMI, and it implies a negative resolution to an open problem of Steinke and Zakynthinou (2020). We further study the CMI of empirical risk minimizers (ERMs) of class $H$ and show that it is possible to output all consistent classifiers (version space) with bounded CMI if and only if $H$ has a bounded star number (Hanneke and Yang (2015)). Moreover, we prove a general reduction showing that leave-one-out analysis is expressible via the CMI framework. As a corollary we investigate the CMI of the one-inclusion-graph algorithm proposed by Haussler et al. (1994). More generally, we show that the CMI framework is universal in the sense that for every consistent algorithm and data distribution, the expected risk vanishes as the number of samples diverges if and only if its evaluated CMI has sublinear growth with the number of samples.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,020 | 0,046 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,011 |
| Communication savante | 0,006 | 0,020 |
| Science ouverte | 0,006 | 0,011 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,012 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».