Tree graphs are routinely used in statistics. When estimating a Bayesian model with a tree component, sampling the posterior remains a core difficulty. Existing Markov chain Monte Carlo methods tend to rely on local moves, often leading to poor mixing. A promising approach is to instead directly sample spanning trees on an auxiliary graph. Current spanning tree samplers, such as the celebrated Aldous--Broder algorithm, predominantly rely on simulating random walks that are required to visit all the nodes of the graph. Such algorithms are prone to getting stuck in certain sub-graphs. We formalize this phenomenon using the bottlenecks in the random walk's transition probability matrix. We then propose a novel fast-forwarded cover algorithm that can break free from bottlenecks. The core idea is a marginalization argument that leads to a closed-form expression which allows for fast-forwarding to the event of visiting a new node. Unlike many existing approximation algorithms, our algorithm yields exact samples. We demonstrate the enhanced efficiency of the fast-forwarded cover algorithm, and illustrate its application in fitting a Bayesian dendrogram model on a Massachusetts crimes and communities dataset.


翻译:树状图在统计学中广泛应用。当估计含树成分的贝叶斯模型时,对后验分布进行采样始终是核心难题。现有马尔可夫链蒙特卡洛方法往往依赖局部移动,常导致混合不良。一种有前景的方案是直接在辅助图上采样生成树。当前生成树采样器(如著名的Aldous-Broder算法)主要依赖需要遍历图中所有节点的随机游走模拟。这类算法容易陷入特定子图。我们利用随机游走转移概率矩阵中的瓶颈现象对此进行形式化描述,继而提出一种可突破瓶颈的新型快速前向覆盖算法。其核心思路是通过边际化论证得到闭式表达式,从而实现对访问新节点事件的快速前向预测。与许多现有近似算法不同,我们的算法能够生成精确样本。我们展示了快速前向覆盖算法的增强效率,并阐明了其在马萨诸塞州犯罪与社区数据集上拟合贝叶斯树状图模型的应用。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2021年8月2日
VIP会员
最新内容
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
5+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
12+阅读 · 6月12日
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
7+阅读 · 6月12日
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
18+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员