We investigate the use of formal methods to provide tight and sound generalization bounds for learning algorithms. By casting the traditional notion of algorithmic stability as a specification to be verified, we demonstrate that recent advances in reachability analysis can yield provable bounds on the generalization of a given model and algorithm on a sample dataset. As sample-specific algorithmic stability is insufficient to bound the usual distributional notion of generalization, we develop a novel concentration inequality to connect the sample-specific results of formal certification algorithms to the required distributional analysis for bounding the expected generalization gap. The resulting framework enables the analysis of prior generalization bounds to extend far beyond their original restrictive assumptions. Our approach computes sound bounds on the expected generalization gap in a constant number of algorithm runs without making any analytical assumptions on the algorithm; to achieve non-vacuous bounds we only require that the certified reachable parameter set is bounded --- a condition that we do not assume but formally verify. In practice, we demonstrate that our framework provides formal generalization guarantees that are orders of magnitude tighter than alternative sound computational approaches at scales ranging from toy datasets to fine-tuning classification heads on top of modern large language models. While we implement certification-enhanced versions of several well-known stability results, future extensions of our approach will enable tighter bounds and enhanced practical adoption across the spectrum of modern generalization bounds.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

EMNLP2024|从知识图谱中习得大语言模型的规划能力
专知会员服务
31+阅读 · 2024年11月27日
IEEE Proc.|基于知识图谱的少样本和零样本学习综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年2月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
论文浅尝 | 知识图谱问答中的层次类型约束主题实体识别
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 11月3日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
15+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
5+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
EMNLP2024|从知识图谱中习得大语言模型的规划能力
专知会员服务
31+阅读 · 2024年11月27日
IEEE Proc.|基于知识图谱的少样本和零样本学习综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年2月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
论文浅尝 | 知识图谱问答中的层次类型约束主题实体识别
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员