In the sciences, regression tasks often require predicting high-dimensional outputs from few training examples. Multi-output Gaussian processes excel in low-data regimes but typically struggle with high-dimensional outputs. Compress-then-predict pipelines such as PCA-GP (principal component analysis plus Gaussian process regression) handle high dimensionality, but rely on bases optimized for reconstruction rather than prediction. To address this gap, we propose a model that represents each output as a linear-Gaussian decoding of a low-dimensional latent state drawn from a Gaussian process prior. By analytically marginalizing the decoder weights, we couple compression and prediction in a single objective that scales to high-dimensional outputs. We refer to this model as Gaussian process latent factor regression (GPLFR). We demonstrate GPLFR by building the first spatially resolved emulator of global climate models for rocky exoplanets.


翻译:在科学领域中,回归任务通常需要从少量训练样本中预测高维输出。多输出高斯过程在低数据规模下表现优异,但处理高维输出时往往存在困难。压缩-预测流水线(如PCA-GP,即主成分分析结合高斯过程回归)虽能处理高维问题,但其基函数优化目标侧重于重构而非预测。为解决这一局限,我们提出一种模型:将每个输出表示为从高斯过程先验中提取的低维潜在状态的线性-高斯解码。通过对解码器权重进行解析边际化处理,我们将压缩与预测耦合于单一目标函数中,该函数可扩展至高维输出场景。我们将此模型称为高斯过程潜在因子回归(GPLFR)。为验证GPLFR的有效性,我们构建了首个针对岩石系外行星全球气候模型的空间分辨仿真器。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CMU博士论文】高斯表示的可微渲染和优化,198页pdf
专知会员服务
27+阅读 · 2023年10月5日
最新《高斯过程回归简明教程》,19页pdf
专知会员服务
73+阅读 · 2020年9月30日
【经典书】机器学习高斯过程,266页pdf
专知会员服务
235+阅读 · 2020年5月2日
解读 | 得见的高斯过程
机器学习算法与Python学习
14+阅读 · 2019年2月13日
数据分析师应该知道的16种回归方法:负二项回归
数萃大数据
74+阅读 · 2018年9月16日
数据分析师应该知道的16种回归方法:泊松回归
数萃大数据
35+阅读 · 2018年9月13日
数据分析师应该知道的16种回归技术:Lasso回归
数萃大数据
16+阅读 · 2018年8月13日
数据分析师应该知道的16种回归技术:分位数回归
数萃大数据
29+阅读 · 2018年8月8日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
17+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
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
17+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
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员