Within Bayesian nonparametrics, dependent Dirichlet process mixture models provide a highly flexible approach for conducting inference about the conditional density function. However, several formulations of this class make either rather restrictive modelling assumptions or involve intricate algorithms for posterior inference, thus preventing their widespread use. In response to these challenges, we present a flexible, versatile, and computationally tractable model for density regression based on a single-weights dependent Dirichlet process mixture of normal distributions model for univariate continuous responses. We assume an additive structure for the mean of each mixture component and incorporate the effects of continuous covariates through smooth nonlinear functions. The key components of our modelling approach are penalised B-splines and their bivariate tensor product extension. Our proposed method also seamlessly accommodates parametric effects of categorical covariates, linear effects of continuous covariates, interactions between categorical and/or continuous covariates, varying coefficient terms, and random effects, which is why we refer our model as a Dirichlet process mixture of normal structured additive regression models. A noteworthy feature of our method is its efficiency in posterior simulation through Gibbs sampling, as closed-form full conditional distributions for all model parameters are available. Results from a simulation study demonstrate that our approach successfully recovers true conditional densities and other regression functionals in various challenging scenarios. Applications to a toxicology, disease diagnosis, and agricultural study are provided and further underpin the broad applicability of our modelling framework. An R package, DDPstar, implementing the proposed method is publicly available at https://bitbucket.org/mxrodriguez/ddpstar.


翻译:在贝叶斯非参数框架中,依赖型狄利克雷过程混合模型为条件密度函数的推断提供了高度灵活的方法。然而,该类模型的若干公式化方法要么施加了较为严格的建模假设,要么需要复杂的后验推断算法,从而阻碍了其广泛应用。针对这些挑战,我们提出了一种灵活、通用且计算可处理的密度回归模型,该模型基于单权重依赖型狄利克雷过程混合正态分布模型,适用于单变量连续响应变量。我们假设每个混合分量的均值具有可加结构,并通过光滑非线性函数纳入连续协变量的影响。建模方法的核心要素是惩罚B样条及其二元张量积扩展。我们提出的方法还能无缝容纳分类协变量的参数效应、连续协变量的线性效应、分类和/或连续协变量的交互作用、变系数项以及随机效应,因此我们将该模型称为狄利克雷过程混合正态结构可加回归模型。该方法的一个显著特点是能够通过吉布斯采样高效进行后验模拟,因为所有模型参数均具有封闭形式全条件分布。仿真研究表明,我们的方法在各种具有挑战性的场景下成功恢复了真实条件密度及其他回归函数。本文还提供了毒理学、疾病诊断和农业研究的应用案例,进一步验证了所提出建模框架的广泛适用性。实现该方法的R软件包DDPstar已在https://bitbucket.org/mxrodriguez/ddpstar上公开发布。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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
34+阅读 · 2019年10月18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
【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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016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 · 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
1+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 自回归Boltzmann生成器重塑分子采样
专知会员服务
0+阅读 · 38分钟前
GNN跨域综述:从消息传递到图基础模型
专知会员服务
0+阅读 · 40分钟前
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
10+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
相关VIP内容
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016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 · 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
1+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
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