In the context of solving inverse problems for physics applications within a Bayesian framework, we present a new approach, Markov Chain Generative Adversarial Neural Networks (MCGANs), to alleviate the computational costs associated with solving the Bayesian inference problem. GANs pose a very suitable framework to aid in the solution of Bayesian inference problems, as they are designed to generate samples from complicated high-dimensional distributions. By training a GAN to sample from a low-dimensional latent space and then embedding it in a Markov Chain Monte Carlo method, we can highly efficiently sample from the posterior, by replacing both the high-dimensional prior and the expensive forward map. We prove that the proposed methodology converges to the true posterior in the Wasserstein-1 distance and that sampling from the latent space is equivalent to sampling in the high-dimensional space in a weak sense. The method is showcased on two test cases where we perform both state and parameter estimation simultaneously. The approach is shown to be up to two orders of magnitude more accurate than alternative approaches while also being up to two orders of magnitude computationally faster, in multiple test cases, including the important engineering setting of detecting leaks in pipelines.


翻译:在解决巴伊西亚框架内物理应用的反面问题的背景下,我们提出了一个新方法,即Markov 链链(Markov convention Generation Adversarial Neaural Networks (MCGANs),以减轻与解决巴伊西亚推论问题有关的计算成本。GANs为解决巴伊西亚推论问题提供了一个非常合适的框架,有助于解决巴伊西亚推论问题,因为设计这些推论是为了从复杂的高维分布中产生样本。通过培训GAN,从低维深潜层空间进行取样,然后将其嵌入Markov 链(Monte Carlo)方法,我们可以高效地从后方图中进行取样,同时替换前方高维和昂贵的远方图。我们证明,拟议的方法与瓦塞斯坦-1距离的真正后方相交汇,从潜层空间取样相当于从较弱的高度空间取样。我们同时进行状态和参数估测的两个测试案例展示了这种方法。该方法比替代的方法要精确到两个数量级级,同时在多个测试案例中快速测测算,包括测算重要泄漏。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 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 · 2013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
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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月20日
Generative Adversarial Networks: A Survey and Taxonomy
Arxiv
10+阅读 · 2018年3月23日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 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 · 2013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
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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员