Semiparametric Bayesian networks (SPBNs) are flexible probabilistic graphical models for representing joint distributions of continuous variables through lower-dimensional conditional probability distributions (CPDs). Existing SPBN models use kernel density estimators (KDEs) for non-parametric CPD modeling, but their one-component-per-observation mixture representation can lead to increased inference costs and density estimation errors, which can be limiting. In this work, we define a new CPD modeling approach for non-parametric components based on Bayesian non-parametric Dirichlet Process Mixtures (DPMs) within SPBNs. DPMs provide a data-adaptive clustering of observations, yielding a more compact representation while retaining the flexibility of non-parametric density estimation, unlike KDE. This results in lower inference costs while improving density estimation performance. We implement the proposed DPM-based SPBN (DPM-SPBN) by extending the open-source PyBNesian package and evaluate it on synthetic and real-world data. For a given network structure, DPM-based CPDs significantly outperform state-of-the-art Bayesian network models for continuous variables in density estimation, achieving lower absolute log-likelihood errors on synthetic data. We further investigate the impact of the proposed CPD modeling on structure learning methods relying on CPD-based scores. DPM-based SPBNs achieve lower structure learning and density estimation errors than KDE-based SPBNs. Experiments on real-world data corroborate these findings, identifying DPM-based CPD modeling as the most effective alternative among the evaluated non-parametric approaches for continuous variables.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
Link prediction | 三篇SEAL相关工作小结
AINLP
48+阅读 · 2020年11月17日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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 · 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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
11+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
5+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
相关基金
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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 · 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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员