We revisit the theoretical properties of Hamiltonian stochastic differential equations (SDES) for Bayesian posterior sampling, and we study the two types of errors that arise from numerical SDE simulation: the discretization error and the error due to noisy gradient estimates in the context of data subsampling. Our main result is a novel analysis for the effect of mini-batches through the lens of differential operator splitting, revising previous literature results. The stochastic component of a Hamiltonian SDE is decoupled from the gradient noise, for which we make no normality assumptions. This leads to the identification of a convergence bottleneck: when considering mini-batches, the best achievable error rate is $\mathcal{O}(\eta^2)$, with $\eta$ being the integrator step size. Our theoretical results are supported by an empirical study on a variety of regression and classification tasks for Bayesian neural networks.


翻译:我们重新审视了Bayesian 后方取样的汉密尔顿式随机差分方程式(SDES)的理论特性,并研究了数字SDE模拟产生的两种错误:在数据子取样中,离散错误和因高压梯度估计引起的错误。我们的主要结果是通过不同操作者分裂的镜头,对微型管子的影响进行新颖的分析,修改以前的文献结果。汉密尔顿式SDE的随机部分与梯度噪音脱钩,我们对此没有做出正常的假设。这导致确定一个趋同瓶颈:在考虑微型管时,最佳的可实现错误率是$\mathcal{O}(\eta2)$,而美元是异形体级体大小。关于Bayesian 神经网络的各种回归和分类任务的经验研究支持了我们的理论结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
4+阅读 · 2018年1月15日
Arxiv
5+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员