Sampling-based algorithms are classical approaches to perform Bayesian inference in inverse problems. They provide estimators with the associated credibility intervals to quantify the uncertainty on the estimators. Although these methods hardly scale to high dimensional problems, they have recently been paired with optimization techniques, such as proximal and splitting approaches, to address this issue. Such approaches pave the way to distributed samplers, splitting computations to make inference more scalable and faster. We introduce a distributed Gibbs sampler to efficiently solve such problems, considering posterior distributions with multiple smooth and non-smooth functions composed with linear operators. The proposed approach leverages a recent approximate augmentation technique reminiscent of primal-dual optimization methods. It is further combined with a block-coordinate approach to split the primal and dual variables into blocks, leading to a distributed block-coordinate Gibbs sampler. The resulting algorithm exploits the hypergraph structure of the involved linear operators to efficiently distribute the variables over multiple workers under controlled communication costs. It accommodates several distributed architectures, such as the Single Program Multiple Data and client-server architectures. Experiments on a large image deblurring problem show the performance of the proposed approach to produce high quality estimates with credibility intervals in a small amount of time.


翻译:基于抽样的算法是典型的方法,用于在反向问题中进行贝耶斯式推断。它们为估算估算者提供了相关的可信度间隔,以量化估计者的不确定性。虽然这些方法几乎没有规模到高维问题,但最近已经与优化技术相配,如准度和分解方法,以解决这一问题。这些方法为分布式采样器铺平了道路,将计算方法分开,使推论更可伸缩和更快。我们引入了一个分布式吉布斯采样器,以有效解决此类问题,考虑到由线性操作者组成的多光滑和非移动功能的后方分布。拟议方法利用了最近近近近的近似增强技术,将初线性优化方法重新记忆起来,但最近又结合了将原始和双重变量分割成块的组合协调方法,导致分布式区划坐标Gbbis采样器。由此产生的算法利用了所涉线性操作者高测量结构,在受控通信成本下将变量有效分布在多个工人身上。它容纳了几种分布式结构,例如单一程序、多数据和客户服务器的图像质量模型,以显示高比例的图像结构。

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