論文の概要: Dimension-Free PAC-Bayes Generalization for Deep Neural Networks via Dirichlet Processes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.21340v1
- Date: Thu, 15 Oct 2026 06:25:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-16 19:13:16.218146
- Title: Dimension-Free PAC-Bayes Generalization for Deep Neural Networks via Dirichlet Processes
- Title(参考訳): ディリクレプロセスによるディープニューラルネットワークの次元自由PACベイズ一般化
- Abstract要約: PAC-ベイズ一般化理論はユークリッドパラメータ空間 $subseteq mathbbRD$ 上の事前分布を定めている。
本研究では,事前の仕様を内部パラメータからデータ分散の非パラメトリック空間にシフトすることで,この障壁を解消する。
データ空間のDP-PAC-Bayes証明書は安定しており、非空白であり、textbf$8.8%$--9.4%$で認証されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Classical PAC-Bayesian generalization theory places prior distributions over Euclidean parameter space $Θ\subseteq \mathbb{R}^D$, causing relative entropy to scale with network dimension $D$. For modern overparameterized neural networks where $D \gg n$, this parameter-counting dependency yields vacuous generalization bounds ($> 1{,}000\%$). In this work, we resolve this barrier by shifting prior specification from internal parameters to the non-parametric space of data distributions $\mathcal{M}_1(\mathcal{Z})$ via a \textbf{Dirichlet Process (DP)}, $\mathcal{DP}(α, F_0)$, inducing parameter distributions through push-forward measures under the learning algorithm. By the Data Processing Inequality, parameter-space relative entropy is strictly bounded by the data-space DP divergence, which we evaluate in exact closed form using Digamma functions. The resulting PAC-Bayesian certificate is strictly invariant to network parameter count $D$, width, and depth. On intrinsic $d^*$-dimensional submanifolds, optimal partition scaling achieves the minimax non-parametric rate $\mathcal{O}(n^{-1/(d^*+2)} \sqrt{\ln n})$. Across vision architectures scaling up to 4.2 million parameters ($D = 7{,}850$ to $D = 4{,}203{,}522$) on the full MNIST benchmark, while classical weight-space bounds scale past $940\%$ (becoming vacuous), our data-space DP-PAC-Bayes certificate remains stable, non-vacuous, and certified at \textbf{$8.8\%$--$9.4\%$}.
- Abstract(参考訳): 古典的なPAC-ベイジアン一般化理論(英語版)はユークリッドのパラメータ空間上の事前分布を $ \subseteq \mathbb{R}^D$ と定め、相対エントロピーはネットワーク次元$D$ でスケールする。
現代の過パラメータ化ニューラルネットワークでは、$D \gg n$ に対して、このパラメータカウント依存は空の一般化境界 (> 1{,}000\%$) をもたらす。
本研究では、この障壁を、内部パラメータからデータ分散の非パラメトリック空間にシフトすることで解決する: $\mathcal{M}_1(\mathcal{Z})$ via a \textbf{Dirichlet Process (DP)}, $\mathcal{DP}(α, F_0)$。
データ処理の不等式により、パラメータ空間相対エントロピーはデータ空間DPの偏差によって厳密に境界付けられ、ディガンマ関数を用いて正確な閉形式で評価する。
PAC-Bayesian証明書は、ネットワークパラメータカウントの$D$、幅、深さに厳密に不変である。
内在的な$d^*$-次元部分多様体では、最適分割スケーリングはミニマックス非パラメトリックレート $\mathcal{O}(n^{-1/(d^*+2)} \sqrt{\ln n})$ を達成する。
MNISTベンチマークでは、最大4.2百万のパラメータ(D = 7{,}850$ to $D = 4{,}203{,}522$)までスケールするが、古典的なウェイトスペース境界は、940\%$(空白になる)までスケールする。
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