Lifted samplers form a class of Markov chain Monte Carlo methods which has drawn a lot attention in recent years due to superior performance in challenging Bayesian applications. A canonical example of such sampler is the one that is derived from a random walk Metropolis algorithm for a totally-ordered state space such as the integers or the real numbers. The lifted sampler is derived by splitting into two the proposal distribution: one part in the increasing direction, and the other part in the decreasing direction. It keeps following a direction, until a rejection, upon which it flips the direction. In terms of asymptotic variances, it outperforms the random walk Metropolis algorithm, regardless of the target distribution, at no additional computational cost. Other studies show, however, that beyond this simple case, lifted samplers do not always outperform their Metropolis counterparts. In this paper, we leverage the celebrated work of Tierney (1998) to provide an analysis in a general framework encompassing a broad class of lifted samplers. Our finding is that, essentially, the asymptotic variances cannot increase by a factor of more than 2, regardless of the target distribution, the way the directions are induced, and the type of algorithm from which the lifted sampler is derived (be it a Metropolis--Hastings algorithm, a reversible jump algorithm, etc.). This result indicates that, while there is potentially a lot to gain from lifting a sampler, there is not much to lose.


翻译:提升采样器构成一类马尔可夫链蒙特卡洛方法,近年来因其在挑战性贝叶斯应用中的卓越性能而备受关注。此类采样器的一个典型例子,源自针对全序状态空间(如整数或实数)的随机游走Metropolis算法。提升采样器的构建方式是将提议分布拆分为两部分:一部分沿递增方向,另一部分沿递减方向。该采样器会持续沿某一方向移动,直至遭遇拒绝,此时它将翻转方向。就渐近方差而言,无论目标分布如何,它在不增加额外计算成本的情况下均优于随机游走Metropolis算法。然而,其他研究表明,超出这一简单情形后,提升采样器并非总能优于其对应的Metropolis算法。在本文中,我们借助Tierney(1998)的经典工作,在一个涵盖广泛类型提升采样器的通用框架内进行分析。我们的研究发现,本质上,无论目标分布、方向诱导方式以及提升采样器所源自的算法类型(无论是Metropolis–Hastings算法、可逆跳跃算法等),其渐近方差至多不会增加超过2倍。这一结果表明,尽管通过提升采样器可能获得显著收益,但潜在的损失却非常有限。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学中,随机漫步是一种数学对象,称为随机过程或随机过程,它描述的路径由在某些数学空间(例如整数)上的一系列随机步骤组成。随机行走等是指基于过去的表现,无法预测将来的发展步骤和方向。核心概念是指任何无规则行走者所带的守恒量都各自对应着一个扩散运输定律 ,接近于布朗运动,是布朗运动理想的数学状态,现阶段主要应用于互联网链接分析及金融股票市场中。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
【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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
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
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月7日
Multitaper mel-spectrograms for keyword spotting
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月5日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
VIP会员
最新内容
机器的崛起:美海军陆战队组建机器人营思考
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:44
无面之战:人工智能如何重绘权力版图
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:25
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
7+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
6+阅读 · 9月7日
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
【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
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
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
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员