Inégalités de Concentration (bref)

Inférence, estimation et prise de décision à partir des données

Les statistiques jusqu'ici portaient surtout sur les moyennes et les asymptotiques. Les inégalités de concentration posent une question plus pointue, à échantillon fini : quelle est la probabilité qu'une quantité aléatoire atterrisse loin de sa moyenne ? Leurs réponses sont l'épine dorsale mathématique de la raison pour laquelle le machine learning peut offrir des garanties.

La plus basique, exigeant seulement une variable non négative et sa moyenne, est l'inégalité de Markov :

Elle dit qu'une variable non négative ne peut pas souvent être plusieurs fois sa moyenne. Si la moyenne est petite, les grandes valeurs doivent être rares. Brute, mais elle n'exige presque rien.

Où cela apparaît en MLLa borne de Hoeffding est le cœur de la théorie de la généralisation : c'est pourquoi l'erreur mesurée d'un modèle sur un jeu de test fini est provablement proche de sa vraie erreur, avec haute probabilité, la justification formelle pour faire confiance à un score de test. C'est le moteur de l'apprentissage PAC (« Probably Approximately Correct ») : avec assez d'échantillons, l'écart entre la…
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