Structured distributions, i.e. distributions over combinatorial spaces, are commonly used to learn latent probabilistic representations from observed data. However, scaling these models is bottlenecked by the high computational and memory complexity with respect to the size of the latent representations. Common models such as Hidden Markov Models (HMMs) and Probabilistic Context-Free Grammars (PCFGs) require time and space quadratic and cubic in the number of hidden states respectively. This work demonstrates a simple approach to reduce the computational and memory complexity of a large class of structured models. We show that by viewing the central inference step as a matrix-vector product and using a low-rank constraint, we can trade off model expressivity and speed via the rank. Experiments with neural parameterized structured models for language modeling, polyphonic music modeling, unsupervised grammar induction, and video modeling show that our approach matches the accuracy of standard models at large state spaces while providing practical speedups.


翻译:结构分布,即组合空间的分布,通常用于从观测到的数据中学习潜在的概率表示。但是,这些模型的缩放因与潜在表示体的大小有关的高计算和记忆复杂性而受阻。隐藏的Markov模型(HMMS)和概率-无环境语法模型(PCFGs)等常见模型分别要求时间和空间二次和立方数的隐藏状态数量。这项工作展示了一种简单的方法来降低一大批结构模型的计算和记忆复杂性。我们通过将中央推论步骤视为矩阵-摄像头产品,并使用低级限制来显示,我们可以通过等级来交换模型的表达性和速度。在语言建模、多功能音乐模型、不受监视的语法诱导和视频建模等神经参数结构模型的实验表明,我们的方法与大州空间标准模型的准确性相匹配,同时提供了实用的加速性。

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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/
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