Bayesian inference with stochastic models is often difficult because their likelihood functions involve high-dimensional integrals. Approximate Bayesian Computation (ABC) avoids evaluating the likelihood function and instead infers model parameters by comparing model simulations with observations using a few carefully chosen summary statistics and a tolerance that can be decreased over time. Here, we present a new variant of simulated-annealing ABC algorithms, drawing intuition from non-equilibrium thermodynamics. We associate each summary statistic with a state variable (energy) quantifying its distance from the observed value, as well as a temperature that controls the extent to which the statistic contributes to the posterior. We derive an optimal annealing schedule on a Riemannian manifold of state variables based on a minimal-entropy-production principle. We validate our approach on standard benchmark tasks from the simulation-based inference literature as well as on challenging real-world inference problems, and show that it is highly competitive with the state of the art.


翻译:基于随机模型的贝叶斯推断通常因似然函数涉及高维积分而存在困难。近似贝叶斯计算(ABC)通过避免直接计算似然函数,转而利用精心选取的少量摘要统计量及可随时间衰减的容差参数,将模型模拟结果与观测数据进行比较,从而实现模型参数推断。本文提出一种新型模拟退火ABC算法变体,该算法从非平衡态热力学中汲取灵感。我们将每个摘要统计量与表征其与观测值距离的状态变量(能量)相关联,并引入温度参数以控制该统计量对后验分布的贡献程度。基于最小熵产生原理,我们在状态变量的黎曼流形上推导出最优退火调度策略。通过在仿真推断文献中的标准基准任务及具有挑战性的实际推断问题上的验证,我们证明该方法与现有最优技术相比具有高度竞争力。

0
下载
关闭预览

相关内容

【新书】贝叶斯推断:理论、方法、计算,347页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2024年6月8日
【2023新书】贝叶斯统计建模:使用Stan、R和Python,395页pdf
【干货书】贝叶斯统计分析方法,697页pdf
专知会员服务
126+阅读 · 2021年12月18日
【Nature】贝叶斯统计与建模综述,26页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年1月21日
【经典书】贝叶斯统计学Python实战,209页pdf
专知会员服务
69+阅读 · 2020年12月29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
面试题:简单说说贝叶斯定理
七月在线实验室
12+阅读 · 2019年6月12日
一文读懂机器学习中的贝叶斯统计学
数据分析
26+阅读 · 2019年5月8日
【深度】让DL可解释?这一份66页贝叶斯深度学习教程告诉你
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年8月11日
贝叶斯机器学习前沿进展
机器学习研究会
21+阅读 · 2018年1月21日
一文读懂贝叶斯分类算法(附学习资源)
大数据文摘
12+阅读 · 2017年12月14日
国家自然科学基金
16+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
1+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
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
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关资讯
【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
面试题:简单说说贝叶斯定理
七月在线实验室
12+阅读 · 2019年6月12日
一文读懂机器学习中的贝叶斯统计学
数据分析
26+阅读 · 2019年5月8日
【深度】让DL可解释?这一份66页贝叶斯深度学习教程告诉你
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年8月11日
贝叶斯机器学习前沿进展
机器学习研究会
21+阅读 · 2018年1月21日
一文读懂贝叶斯分类算法(附学习资源)
大数据文摘
12+阅读 · 2017年12月14日
相关基金
国家自然科学基金
16+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
1+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
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
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员