We present DeGAS, a differentiable Gaussian approximate semantics for loopless probabilistic programs that enables sample-free, gradient-based optimization in models with both continuous and discrete components. DeGAS evaluates programs under a Gaussian-mixture semantics and replaces measure-zero predicates and discrete branches with a vanishing smoothing, yielding closed-form expressions for posterior and path probabilities. We prove differentiability of these quantities with respect to program parameters, enabling end-to-end optimization via standard automatic differentiation, without Monte Carlo estimators. On thirteen benchmark programs, DeGAS achieves accuracy and runtime competitive with variational inference and MCMC. Importantly, it reliably tackles optimization problems where sampling-based baselines fail to converge due to conditioning involving continuous variables.


翻译:本文提出DeGAS,一种针对无循环概率程序的可微分高斯近似语义,能够在包含连续与离散组件的模型中实现无需采样的梯度优化。DeGAS在高斯混合语义下评估程序,通过渐近平滑技术替代测度零谓词与离散分支,从而得到后验概率与路径概率的闭式表达式。我们证明了这些量对程序参数的可微性,使得通过标准自动微分实现端到端优化成为可能,且无需蒙特卡洛估计器。在十三个基准程序上的实验表明,DeGAS在精度与运行时间上均达到与变分推断和MCMC相当的水平。尤为重要的是,该方法能可靠解决因涉及连续变量的条件约束而导致基于采样的基线方法无法收敛的优化问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

本话题关于日常用语「概率」,用于讨论生活中的运气、机会,及赌博、彩票、游戏中的「技巧」。关于抽象数学概念「概率」的讨论,请转 概率(数学)话题。
【简明书册】(随机)梯度方法的收敛定理手册,68页pdf
专知会员服务
39+阅读 · 2023年1月31日
从泰勒展开来看梯度下降算法
深度学习每日摘要
13+阅读 · 2019年4月9日
绝对干货 | 随机梯度下降算法综述
菜鸟的机器学习
15+阅读 · 2017年10月30日
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
6+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
1+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
【简明书册】(随机)梯度方法的收敛定理手册,68页pdf
专知会员服务
39+阅读 · 2023年1月31日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
6+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
1+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员