Stochastic differential equations (SDEs) are an important class of time-series models, used to describe stochastic systems evolving in continuous time. Simulating paths from these processes, particularly after conditioning on noisy observations of the latent path, remains a challenge. Existing methods often introduce bias through time-discretization, require involved rejection sampling or debiasing schemes or are restricted to a narrow family of diffusions. In this work, we propose an exact Markov chain Monte Carlo (MCMC) sampling algorithm that is applicable to a broad subset of all SDEs with unit diffusion coefficient; after suitable transformation, this includes an even larger class of multivariate SDEs and most 1-d SDEs. We develop a Gibbs sampling framework that allows exact MCMC for such diffusions, without any discretization error. We demonstrate how our MCMC methodology requires only fairly straightforward simulation steps. Our framework can be extended to include parameter simulation, and allows tools from the Gaussian process literature to be easily applied. We evaluate our method on synthetic and real datasets, demonstrating superior performance to particle MCMC approaches.


翻译:随机微分方程(SDEs)是一类重要的时间序列模型,用于描述在连续时间上演化的随机系统。从这些过程中模拟路径,尤其是在以潜在路径的噪声观测为条件后,仍然是一个挑战。现有方法通常通过时间离散化引入偏差,需要复杂的拒绝采样或去偏方案,或者仅限于一个狭窄的扩散族。在这项工作中,我们提出了一种精确的马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)采样算法,该算法适用于具有单位扩散系数的所有SDEs的一个广泛子集;经过适当的变换后,这还包括一个更大的多元SDEs类和大多数一维SDEs。我们开发了一个吉布斯采样框架,允许对此类扩散进行精确的MCMC采样,而没有任何离散化误差。我们展示了我们的MCMC方法仅需要相当简单的模拟步骤。我们的框架可以扩展到包括参数模拟,并允许轻松应用来自高斯过程文献的工具。我们在合成和真实数据集上评估了我们的方法,证明了其性能优于粒子MCMC方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CIKM2025教程】用于连续时间分析的神经微分方程
专知会员服务
16+阅读 · 2025年11月16日
【ICML2025】用于概率时间序列预测的非平稳扩散方法
专知会员服务
10+阅读 · 2025年5月10日
【博士论文】吉布斯分布的局部、动态与快速采样算法
专知会员服务
29+阅读 · 2021年11月26日
【干货书】贝叶斯推断随机过程,449页pdf
专知
31+阅读 · 2020年8月27日
迁移学习在深度学习中的应用
专知
24+阅读 · 2017年12月24日
绝对干货 | 随机梯度下降算法综述
菜鸟的机器学习
15+阅读 · 2017年10月30日
酒鬼漫步的数学——随机过程 | 张天蓉专栏
知识分子
10+阅读 · 2017年8月13日
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11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
1+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
2+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
0+阅读 · 2014年12月31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》
相关基金
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
1+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
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员