Bayesian bandit algorithms with approximate Bayesian inference have been widely used in real-world applications. Nevertheless, their theoretical justification is less investigated in the literature, especially for contextual bandit problems. To fill this gap, we propose a general theoretical framework to analyze stochastic linear bandits in the presence of approximate inference and conduct regret analysis on two Bayesian bandit algorithms, Linear Thompson sampling (LinTS) and the extension of Bayesian Upper Confidence Bound, namely Linear Bayesian Upper Confidence Bound (LinBUCB). We demonstrate that both LinTS and LinBUCB can preserve their original rates of regret upper bound but with a sacrifice of larger constant terms when applied with approximate inference. These results hold for general Bayesian inference approaches, under the assumption that the inference error measured by two different $\alpha$-divergences is bounded. Additionally, by introducing a new definition of well-behaved distributions, we show that LinBUCB improves the regret rate of LinTS from $\tilde{O}(d^{3/2}\sqrt{T})$ to $\tilde{O}(d\sqrt{T})$, matching the minimax optimal rate. To our knowledge, this work provides the first regret bounds in the setting of stochastic linear bandits with bounded approximate inference errors.


翻译:采用近似贝叶斯推断的贝叶斯赌博机算法已在现实应用中广泛使用。然而,其理论依据在现有文献中较少得到探讨,特别是在上下文赌博机问题中。为填补这一空白,我们提出了一个通用理论框架来分析存在近似推断情况下的随机线性赌博机问题,并对两种贝叶斯赌博机算法——线性汤普森采样(LinTS)和贝叶斯上置信界扩展算法(即线性贝叶斯上置信界,LinBUCB)进行了遗憾分析。我们证明,当采用近似推断时,LinTS和LinBUCB均能保持其原有的遗憾上界收敛速率,但需以更大的常数项为代价。这些结论适用于一般贝叶斯推断方法,其前提是由两种不同$\alpha$-散度衡量的推断误差存在上界。此外,通过引入良态分布的新定义,我们证明LinBUCB将LinTS的遗憾率从$\tilde{O}(d^{3/2}\sqrt{T})$提升至$\tilde{O}(d\sqrt{T})$,达到了极小极大最优速率。据我们所知,本研究首次为具有有界近似推断误差的随机线性赌博机场景提供了遗憾界分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
47+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
3+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
0+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
Arxiv
31+阅读 · 2023年1月8日
Arxiv
69+阅读 · 2022年6月13日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
21+阅读 · 2019年12月31日
VIP会员
最新内容
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:12
美海军“超配项目”
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:13
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月21日
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
7+阅读 · 4月21日
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
10+阅读 · 4月20日
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
47+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
3+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
0+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员