Generative data augmentation, which scales datasets by obtaining fake labeled examples from a trained conditional generative model, boosts classification performance in various learning tasks including (semi-)supervised learning, few-shot learning, and adversarially robust learning. However, little work has theoretically investigated the effect of generative data augmentation. To fill this gap, we establish a general stability bound in this not independently and identically distributed (non-i.i.d.) setting, where the learned distribution is dependent on the original train set and generally not the same as the true distribution. Our theoretical result includes the divergence between the learned distribution and the true distribution. It shows that generative data augmentation can enjoy a faster learning rate when the order of divergence term is $o(\max\left( \log(m)\beta_m, 1 / \sqrt{m})\right)$, where $m$ is the train set size and $\beta_m$ is the corresponding stability constant. We further specify the learning setup to the Gaussian mixture model and generative adversarial nets. We prove that in both cases, though generative data augmentation does not enjoy a faster learning rate, it can improve the learning guarantees at a constant level when the train set is small, which is significant when the awful overfitting occurs. Simulation results on the Gaussian mixture model and empirical results on generative adversarial nets support our theoretical conclusions. Our code is available at https://github.com/ML-GSAI/Understanding-GDA.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员