Estimating the entropy rate of discrete time series is a challenging problem with important applications in numerous areas including neuroscience, genomics, image processing and natural language processing. A number of approaches have been developed for this task, typically based either on universal data compression algorithms, or on statistical estimators of the underlying process distribution. In this work, we propose a fully-Bayesian approach for entropy estimation. Building on the recently introduced Bayesian Context Trees (BCT) framework for modelling discrete time series as variable-memory Markov chains, we show that it is possible to sample directly from the induced posterior on the entropy rate. This can be used to estimate the entire posterior distribution, providing much richer information than point estimates. We develop theoretical results for the posterior distribution of the entropy rate, including proofs of consistency and asymptotic normality. The practical utility of the method is illustrated on both simulated and real-world data, where it is found to outperform state-of-the-art alternatives.


翻译:离散时间序列熵率的估计是一个具有挑战性的问题,在神经科学、基因组学、图像处理和自然语言处理等众多领域均有重要应用。现有多种方法可解决此任务,通常基于通用数据压缩算法或底层过程分布的统计估计。本文提出一种完全贝叶斯方法进行熵估计。基于近期提出的贝叶斯上下文树(BCT)框架(该框架将离散时间序列建模为变阶马尔可夫链),我们证明了可以直接从熵率的后验分布中采样。该方法可用于估计完整的后验分布,提供比点估计丰富得多的信息。我们推导了熵率后验分布的理论结果,包括一致性和渐近正态性的证明。通过在模拟数据和真实数据上的实验,该方法展现出优于当前最先进替代方案的实用性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2023年1月29日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
【2020新书】概率机器学习,附212页pdf与slides
专知会员服务
112+阅读 · 2020年11月12日
数据科学导论,54页ppt,Introduction to Data Science
专知会员服务
43+阅读 · 2020年7月27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
基于PyTorch/TorchText的自然语言处理库
专知
28+阅读 · 2019年4月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:35
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
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
基于PyTorch/TorchText的自然语言处理库
专知
28+阅读 · 2019年4月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员