In addition to recent developments in computing speed and memory, methodological advances have contributed to significant gains in the performance of stochastic simulation. In this paper, we focus on variance reduction for matrix computations via matrix factorization. We provide insights into existing variance reduction methods for estimating the entries of large matrices. Popular methods do not exploit the reduction in variance that is possible when the matrix is factorized. We show how computing the square root factorization of the matrix can achieve in some important cases arbitrarily better stochastic performance. In addition, we propose a factorized estimator for the trace of a product of matrices and numerically demonstrate that the estimator can be up to 1,000 times more efficient on certain problems of estimating the log-likelihood of a Gaussian process. Additionally, we provide a new estimator of the log-determinant of a positive semi-definite matrix where the log-determinant is treated as a normalizing constant of a probability density.


翻译:除计算速度与内存容量的近期进展外,方法论层面的突破亦显著提升了随机模拟的性能。本文聚焦于通过矩阵分解实现矩阵计算的方差缩减技术。我们深入剖析了现有大规模矩阵元素估计方差缩减方法的本质特性后发现,当矩阵可被分解时,主流方法未能充分挖掘其可实现的方差缩减潜力。通过论证平方根矩阵分解在某些重要场景中能够实现任意程度的随机性能提升,我们进一步提出了一种用于矩阵乘积迹估计的因子化估计器。数值实验表明,该估计器在特定高斯过程对数似然估计问题中的计算效率可提升至传统方法的千倍量级。此外,针对正半定矩阵的对数行列式估计,我们创新性地将其视为概率密度函数的归一化常数,并据此构建了新型估计器。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】树与网络上的概率,716页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
78+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
【KDD2020】最小方差采样用于图神经网络的快速训练
专知会员服务
28+阅读 · 2020年7月13日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
【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
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月15日
Arxiv
54+阅读 · 2022年1月1日
VIP会员
最新内容
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:41
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
3+阅读 · 今天12:49
认知战:定义与能力发展
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:25
乌军利用美国“黄蜂”无人机摧毁俄军后勤
专知会员服务
7+阅读 · 6月7日
《支持作战级人机协同智能的交互式OODA流程》
专知会员服务
15+阅读 · 6月7日
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
8+阅读 · 6月6日
相关VIP内容
【硬核书】树与网络上的概率,716页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
78+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
【KDD2020】最小方差采样用于图神经网络的快速训练
专知会员服务
28+阅读 · 2020年7月13日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
【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
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
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
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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员