For probabilistic programs, it is usually not possible to automatically derive exact information about their properties, such as the distribution of states at a given program point. Instead, one can attempt to derive approximations, such as upper bounds on tail probabilities. Such bounds can be obtained via concentration inequalities, which rely on the moments of a distribution, such as the expectation (the first raw moment) or the variance (the second central moment). Tail bounds obtained using central moments are often tighter than the ones obtained using raw moments, but automatically analyzing central moments is more challenging. This paper presents an analysis for probabilistic programs that automatically derives symbolic upper and lower bounds on variances, as well as higher central moments, of cost accumulators. To overcome the challenges of higher-moment analysis, it generalizes analyses for expectations with an algebraic abstraction that simultaneously analyzes different moments, utilizing relations between them. A key innovation is the notion of moment-polymorphic recursion, and a practical derivation system that handles recursive functions. The analysis has been implemented using a template-based technique that reduces the inference of polynomial bounds to linear programming. Experiments with our prototype central-moment analyzer show that, despite the analyzer's upper/lower bounds on various quantities, it obtains tighter tail bounds than an existing system that uses only raw moments, such as expectations.


翻译:对于概率程序来说,通常不可能自动获得有关其属性的确切信息,例如某个程序点的国家分布。相反,人们可以尝试得出近似值,比如尾尾巴概率的上界线。这种界限可以通过集中分布的不平等来获得,这取决于分布的瞬间,如预期(第一个生时刻)或差异(第二个中心时刻)。使用中心时刻获得的尾线往往比使用原始时刻获得的更紧,但自动分析中心时刻则更具挑战性。本文展示了对概率程序的分析,这些程序自动产生对差异的象征性上下界,以及成本积累器的较高中心时刻。为了克服更高移动分析的挑战,它概括了对期望的分析,同时分析不同时刻,利用它们之间的关系。一个关键的创新是瞬时变回现的概念,以及一个处理重现功能的实用衍生系统。这项分析是使用基于模板的技术进行的,这种技术可以减少我们当前最深层的直径直径直的直线性分析,尽管其直径直径直径直的直径直径直的直径直线性分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
194+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
Yoshua Bengio,使算法知道“为什么”
专知会员服务
7+阅读 · 2019年10月10日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月20日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
194+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
Yoshua Bengio,使算法知道“为什么”
专知会员服务
7+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18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
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员