High-dimensional and complex discrete distributions often exhibit multimodal behavior due to inherent discontinuities, posing significant challenges for sampling. Gradient-based discrete samplers, while effective, frequently become trapped in local modes when confronted with rugged or disconnected energy landscapes. This limits their ability to achieve adequate mixing and convergence in high-dimensional multimodal discrete spaces. To address these challenges, we propose \emph{Hyperbolic Secant-squared Gibbs-Sampling (HiSS)}, a novel family of sampling algorithms that integrates a \emph{Metropolis-within-Gibbs} framework to enhance mixing efficiency. HiSS leverages a logistic convolution kernel to couple the discrete sampling variable with the continuous auxiliary variable in a joint distribution. This design allows the auxiliary variable to encapsulate the true target distribution while facilitating easy transitions between distant and disconnected modes. We provide theoretical guarantees of convergence and demonstrate empirically that HiSS outperforms many popular alternatives on a wide variety of tasks, including Ising models, binary neural networks, and combinatorial optimization.


翻译:高维且复杂的离散分布常因固有非连续性呈现多模态行为,为采样带来重大挑战。基于梯度的离散采样器虽有效,但在面对崎岖或非连通的能量景观时,常陷入局部模态,从而限制了其在高维多模态离散空间中实现充分混合与收敛的能力。为解决这些问题,我们提出**双曲正割平方吉布斯采样(HiSS)**,一种新颖的采样算法族,其通过整合**Metropolis-within-Gibbs**框架来提升混合效率。HiSS利用逻辑卷积核,将离散采样变量与连续辅助变量耦合于联合分布中。该设计使得辅助变量既能封装真实目标分布,又能促进远距离且非连通的模态之间的轻松转移。我们提供了收敛性的理论保证,并通过实验证明,在伊辛模型、二元神经网络和组合优化等广泛任务中,HiSS优于许多流行替代方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】弥合多模态基础模型与世界模型之间的鸿沟
用于语言生成的离散扩散模型
专知会员服务
12+阅读 · 2025年7月10日
专知会员服务
53+阅读 · 2021年8月13日
专知会员服务
149+阅读 · 2020年9月6日
赛尔笔记 | 多模态信息抽取简述
专知
29+阅读 · 2020年4月12日
【工大SCIR笔记】多模态信息抽取简述
深度学习自然语言处理
19+阅读 · 2020年4月3日
专家报告|深度学习+图像多模态融合
中国图象图形学报
12+阅读 · 2019年10月23日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
从点到线:逻辑回归到条件随机场
夕小瑶的卖萌屋
15+阅读 · 2017年7月22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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
6+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
7+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
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
赛尔笔记 | 多模态信息抽取简述
专知
29+阅读 · 2020年4月12日
【工大SCIR笔记】多模态信息抽取简述
深度学习自然语言处理
19+阅读 · 2020年4月3日
专家报告|深度学习+图像多模态融合
中国图象图形学报
12+阅读 · 2019年10月23日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
从点到线:逻辑回归到条件随机场
夕小瑶的卖萌屋
15+阅读 · 2017年7月22日
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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