Estimating the entropy rate of discrete time series is a challenging problem with important applications in numerous areas including neuroscience, genomics, image processing and natural language processing. A number of approaches have been developed for this task, typically based either on universal data compression algorithms, or on statistical estimators of the underlying process distribution. In this work, we propose a fully-Bayesian approach for entropy estimation. Building on the recently introduced Bayesian Context Trees (BCT) framework for modelling discrete time series as variable-memory Markov chains, we show that it is possible to sample directly from the induced posterior on the entropy rate. This can be used to estimate the entire posterior distribution, providing much richer information than point estimates. We develop theoretical results for the posterior distribution of the entropy rate, including proofs of consistency and asymptotic normality. The practical utility of the method is illustrated on both simulated and real-world data, where it is found to outperform state-of-the-art alternatives.


翻译:估计离散时间序列的熵率是一个具有挑战性的问题,在神经科学、基因组学、图像处理和自然语言处理等众多领域具有重要应用。已经开发了许多方法来解决这个任务,通常基于通用数据压缩算法或基于基础过程分布的统计估计量。在这项工作中,我们提出了一种完全基于贝叶斯方法的熵估计方法。基于最近引入的基于贝叶斯上下文树的(BCT)框架,将离散时间序列建模为可变记忆马尔可夫链,我们展示出可以直接从诱导的熵率后验中进行抽样。这可以用来估计整个后验分布,提供比点估计更丰富的信息。我们开发了关于熵率后验分布的理论结果,包括一致性和渐近正态性的证明。该方法的实际效用在模拟和真实数据上得到了说明,发现其优于最先进的替代方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2023年1月29日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
【2020新书】概率机器学习,附212页pdf与slides
专知会员服务
101+阅读 · 2020年11月12日
数据科学导论,54页ppt,Introduction to Data Science
专知会员服务
39+阅读 · 2020年7月27日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
基于PyTorch/TorchText的自然语言处理库
专知
27+阅读 · 2019年4月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
Arxiv
21+阅读 · 2022年2月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
基于PyTorch/TorchText的自然语言处理库
专知
27+阅读 · 2019年4月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员