Transcript ادامه

‫دانشگاه امير كبير‬
‫دانشكده مهندس ي كامپيوتر و فناوري اطالعات‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪Consistency of Learning Processes‬‬
‫ارائه دهنده‪ :‬الهام باوفای حقیقی‬
‫استاد درس‪ :‬آقای دکتر شيري‬
‫فهرست‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪2‬‬
‫مقدمه‬
‫همگرايي‬
‫آنتروپي مجموعه اي از توابع‬
‫شروط همگرايي‬
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
‫نتايج‬
‫ضميمه (تعاريف و بحث هاي آماري)‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫مقدمه‬
‫چه زماني مي توان همزمان با‬
‫حداقل كردن ريسك مشاهدات‪،‬‬
‫ريسك واقعي را نيز كم كرد؟‬
‫سازگاري‬
‫‪Consistency‬‬
‫‪3‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫مقدمه‬
‫تعريف سازگاري‬
‫تعريف كالسيك‬
‫ريسك (خطاي) مشاهدات‬
‫ريسك (خطاي) واقعي‬
‫‪4‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫مقدمه‬
‫انواع سازگاري‬
‫ادامه‪...‬‬
‫نسخه غير جدي )‪(trivial case‬‬
‫نسخه جدي )‪(non trivial case‬‬
‫‪5‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫مقدمه‬
‫‪...‬ادامه‬
‫انواع سازگاري‬
‫نسخه غير جدي )‪(trivial case‬‬
‫نسخه جدي )‪(non trivial case‬‬
‫‪consistent‬‬
‫‪6‬‬
‫‪non trivially consistent‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫همگرايي‬
‫‪ -‬همگرايي يكنواخت يك طرفه‬
‫‪ -‬همگرايي يكنواخت دو طرفه‬
‫‪7‬‬
‫شرط الزم و كافي‬
‫همگرايي؟‬
‫براي‬
‫فرايندهاي يادگيري‬
‫سازگاري‬
‫الهام باوفا‬
‫آنتروپي مجموعه از توابع‬
‫توابع جداكننده )‪(Indicator‬‬
‫ادامه‪...‬‬
‫‪Sample Set:‬‬
‫به چند طريق مختلف مي توان با‬
‫استفاده از توابع جداكننده‬
‫دسته بندي هاي مختلف روي‬
‫يك مجموعه از نمونه ها داشت‬
‫‪8‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫آنتروپي مجموعه از توابع‬
‫‪...‬ادامه‬
‫توابع جداكننده )‪(Indicator‬‬
‫‪Random Entropy:‬‬
‫‪Entropy:‬‬
‫افزايش آنتروپي نشاندهنده تعدد در تصميم گيري هاي مختلف و‬
‫توانمندي در خرد كردن مجموعه نمونه ها به صورت هاي‬
‫دلخواه است‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫آنتروپي مجموعه از توابع‬
‫توابع حقيقي‬
‫‪N‬‬
‫‪s.t.‬‬
‫‪N‬‬
‫‪10‬‬
‫ادامه‪...‬‬
‫عدد بردار به طول ‪l‬‬
‫‪find‬‬
‫‪ :‬كوچكترين عددي كه شرايط فوق را تامين كند‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪for‬‬
‫الهام باوفا‬
‫آنتروپي مجموعه از توابع‬
‫‪...‬ادامه‬
‫‪11‬‬
‫توابع حقيقي‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫آنتروپي مجموعه از توابع‬
‫‪...‬ادامه‬
‫توابع حقيقي‬
‫‪Random V.C. Entropy:‬‬
‫‪V.C. Entropy:‬‬
‫با توجه به توزيع نمونه ها‬
‫‪12‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫همگرايي دوطرفه‬
‫شرط الزم و كافي جهت‬
‫همگرايي يكنواخت دو طرفه‪:‬‬
‫كفايت‪:‬‬
‫تابع صعودي‬
‫‪13‬‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫‪...‬ادامه‬
‫‪14‬‬
‫همگرايي دوطرفه‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫‪...‬ادامه‬
‫همگرايي دوطرفه‬
‫‪SUP‬‬
‫‪15‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫‪...‬ادامه‬
‫‪16‬‬
‫همگرايي دوطرفه‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫‪...‬ادامه‬
‫همگرايي دوطرفه‬
‫شرط تكنيكي‪:‬‬
‫‪17‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫همگرايي يك طرفه‬
‫همگرايي يكطرفه‬
‫‪if‬‬
‫‪18‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫شروط همگرايي‬
‫‪...‬ادامه‬
‫همگرايي يك طرفه‬
‫‪s.t.‬‬
‫شرط الزم و كافي جهت‬
‫همگرايي يكنواخت يك طرفه‬
‫‪19‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
‫‪Theory of Nonfalsifiablity‬‬
‫آيا همچنان مي توانيم سازگاري داشته باشيم؟‬
‫‪20‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
Theory of Nonfalsifiablity
‫ادامه‬...
Popper’s Theory:
two models of reasoning
(i) Deductive:
which means moving from general to particular
(ii) Inductive:
which means moving from particular to general
‫ادامه‬...
‫الهام باوفا‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
21
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
‫‪...‬ادامه ‪Theory of Nonfalsifiablity‬‬
‫با توجه به تئوري پوپر‪:‬‬
‫يك تئوري استقرايي بايد قابل رد شدن باشد!‬
‫( ‪)Falsifiable‬‬
‫حقايقي وجود داشته باشند كه در شرايط تئوري مورد نظر قرار‬
‫داشته باشند‬
‫اما‬
‫نتوانند توسط آن تئوري توضيح داده شوند!‬
‫زيرا‬
‫چون تئوري بر اساس تعداد محدود داده هاي آزمايش ي درست‬
‫شده پس حتما داراي نايقيني خواهد بود‪.‬‬
‫‪22‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
Theory of Nonfalsifiablity
‫غير قابل رد شدن خواهد شد‬
‫ادامه‬...
ERM
Complete )Popper’s( Nonfalsifiablity
Partial Nonfalsifiablity
Potential Nonfalsifiablity
‫الهام باوفا‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
23
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
‫‪Complete Nonfalsifiablity‬‬
‫توانمندي در خرد كردن مجموعه نمونه ها‬
‫به هر صورت دلخواه است‪.‬‬
‫‪24‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
Partial Nonfalsifiablity
For any given sequence of binary values
‫الهام باوفا‬
25
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
Potential Nonfalsifiablity
Q is Potentially Nonfalsifiable
If exist two functions:
s.t.
‫ادامه‬...
‫الهام باوفا‬
26
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
‫‪...‬ادامه‬
‫‪27‬‬
‫‪Potential Nonfalsifiablity‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫تئوري غير قابل رد كردن‬
‫نتيجه‬
‫مسئله حداقل كردن ريسك براي داده‬
‫هاي آموزش ي‬
‫)‪(ERM‬‬
‫همواره سازگار نيست‬
‫‪28‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫نتايج‬
1
Sufficient condition for consistency of the ERM principle
‫ادامه‬...
‫الهام باوفا‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
29
‫نتايج‬
‫ادامه‬...
2
Sufficient condition for a fast rate of convergence
3
ERM principle consistent and simultaneously
provides a fast rate of convergence
independent of the probability measure
necessary and sufficient conditions
Consistency
sufficient condition for a ‫يادگيري‬
fast‫فرايندهاي‬
rate
of convergence
‫الهام باوفا‬
‫سازگاري‬
30
‫ضميمه‬
‫(تعاريف و بحث هاي آماري)‬
‫مجموعه رخدادهاي پايه‬
‫مدل آماري‬
‫‪31‬‬
‫تعريف كيفي از آزمايش نگاه‬
‫ايده آل‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫‪...‬ادامه‬
‫ضميمه‬
‫(تعاريف و بحث هاي آماري)‬
‫‪Probability Measure‬‬
‫مدل آماري‬
‫‪32‬‬
‫تعريف كمي از آزمايش نگاه‬
‫ايده آل‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫‪...‬ادامه‬
‫ضميمه‬
‫(تعاريف و بحث هاي آماري)‬
‫‪Practical‬‬
‫‪33‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫‪...‬ادامه‬
‫ضميمه‬
‫(تعاريف و بحث هاي آماري)‬
‫مسئله اصلي در‪:‬‬
‫تئوري آمار‬
‫تئوري احتماالت‬
‫بدست آوردن تابع توزيع‬
‫بدست آوردن‬
‫‪Probability Measure‬‬
‫دو مود اصلي در محاسبه‬
‫‪Probability Measure‬‬
‫‪34‬‬
‫مود قوي‬
‫مود ضعيف‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫‪...‬ادامه‬
‫الهام باوفا‬
‫‪...‬ادامه‬
‫‪35‬‬
‫ضميمه‬
‫(تعاريف و بحث هاي آماري)‬
‫در بررس ي شرايط سازگاري در مود ضعيف قرار داريم‬
‫الهام باوفا‬
‫باتشکر از توجه شما ‪‬‬
‫‪36‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫الهام باوفا‬
‫آنتروپي مجموعه از توابع‬
‫توابع جداكننده )‪(Indicator‬‬
‫آنتروپي بي نهايت و كاهش قابليت تعميم‬
‫‪37‬‬
‫سازگاري فرايندهاي يادگيري‬
‫بازگشت ‪2‬‬
‫بازگشت ‪1‬‬
‫الهام باوفا‬