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arXiv논문2026. 04. 28. 17:44

Prior-Agnostic Robust Forecast Aggregation

요약

본 논문은 다양한 정보 출처의 예측을 결합하여 최악의 경우 성능을 보장하는 '강건한(Robust) 예측 집계' 기법에 관한 연구입니다. 기존 연구가 알려진 이진 상태 공간({0, 1})에 국한되었던 것과 달리, 본 논문은 집계기가 근본적인 공동 정보 구조나 전체 사전 분포를 알지 못하는 상황을 가정합니다. 핵심 기여는 로그-오즈(log-odds) 공간에서 예측을 선형적으로 결합하는 간단하고 명시적인 폐쇄형 공식의 집계기이며, 이를 통해 다양한 지식 체제 하에서 강력한 최소-최대 후회(minimax-regret) 보장을 제시합니다.

핵심 포인트

  • 집계기가 근본적인 정보 구조나 사전 분포를 모르는 '사전 불가지론적(Prior-Agnostic)' 환경을 다룸.
  • 이진 상태 공간 {0, 1}에 국한되지 않고, 미지의 상태 값이 [0, 1]의 임의의 실수일 수 있도록 일반화함.
  • 로그-오즈 공간에서 예측을 선형적으로 결합하는 간단하고 명시적인 폐쇄형 공식 집계기를 제안함.
  • 알려진 상태 공간 {0, 1} 환경에서 기존 기록보다 더 낮은 후회 상한(regret upper bound < 0.0226)을 달성하여 성능 우위를 입증함.

Robust forecast aggregation combines the predictions of multiple information sources to perform well in the worst case across all possible information structures. Previous work largely focuses on settings with a known binary state space, where the state is either 0 or 1. We study prior-agnostic robust forecast aggregation in which the aggregator observes only experts' reports, yet is ignorant of both the underlying joint information structure and the full prior, including the underlying state space. Unlike the standard model that fixes the binary state space {0, 1}, we allow the (binary) unknown state values to be arbitrary numbers in [0, 1], so the same reported probability may correspond to very different realized outcome frequencies across environments. Our main contribution is a simple, explicit, closed-form log-odds aggregator that linearly pools forecasts in logit space, together with (nearly-)tight minimax-regret guarantees across three knowledge regimes. We first show that under conditionally independent (CI) signals, robust aggregation with an unknown state space is strictly harder than in the known-state setting by establishing a larger lower bound, and our aggregation rule can achieve a worst-case regret of 0.0255. Along the way, we also characterize tight regret bounds for Blackwell-ordered structures and for general information structures. In the classical setting with known state space {0,1}, our aggregator achieves regret strictly below 0.0226 for CI structures. To the best of our knowledge, this is the first explicit closed-form aggregator that achieves a regret upper bound strictly less than 0.0226. Finally, we extend the model where the aggregator additionally knows each expert's marginal forecast distribution; in this setting, with the CI structures, we show that a generalized log-odds rule achieves regret of 0.0228, complementing with a lower bound of 0.0225.

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