Bayesian filtering and smoothing are central to data assimilation in nonlinear dynamical systems. Recent advances in deep generative models provide flexible approximations of the associated non-Gaussian posterior distributions. However, several existing approaches require the score to be re-estimated or a transport map to be constructed at each assimilation step. We propose an amortized framework for filtering and smoothing that reuses trained conditional models across observation sequences and assimilation times. The framework jointly learns a shared recurrent summary network and two conditional normalizing flows from simulated state and observation trajectories. The recurrent network represents each observation history by a fixed-dimensional summary that conditions the filtering approximation and, together with the next state, the backward transition approximation. An information-theoretic analysis shows that, under the Markov assumption, a summary sufficient for filtering is also sufficient for the backward kernel. Combining the terminal filtering approximation with the backward kernels yields an approximate joint smoothing distribution. Numerical experiments on advection-diffusion, Burgers, and Lorenz systems demonstrate the accuracy of the proposed filtering and smoothing approximations and characterize the evolution of their errors beyond the training horizon.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【TPAMI2022】激光雷达获取的稀疏深度补全综述
专知会员服务
17+阅读 · 2023年1月1日
专知会员服务
10+阅读 · 2021年10月1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
超全汇总 | ORB-SLAM2 / ORB-SLAM3 相关改进代码!
计算机视觉life
35+阅读 · 2020年11月22日
Normalizing Flows入门(上)
AINLP
10+阅读 · 2020年8月1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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7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
1+阅读 · 2017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
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
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
Arxiv
0+阅读 · 10月10日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
【TPAMI2022】激光雷达获取的稀疏深度补全综述
专知会员服务
17+阅读 · 2023年1月1日
专知会员服务
10+阅读 · 2021年10月1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
相关资讯
超全汇总 | ORB-SLAM2 / ORB-SLAM3 相关改进代码!
计算机视觉life
35+阅读 · 2020年11月22日
Normalizing Flows入门(上)
AINLP
10+阅读 · 2020年8月1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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7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
1+阅读 · 2017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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员