We show how to use Stein variational gradient descent (SVGD) to carry out inference in Gaussian process (GP) models with non-Gaussian likelihoods and large data volumes. Markov chain Monte Carlo (MCMC) is extremely computationally intensive for these situations, but the parametric assumptions required for efficient variational inference (VI) result in incorrect inference when they encounter the multi-modal posterior distributions that are common for such models. SVGD provides a non-parametric alternative to variational inference which is substantially faster than MCMC. We prove that for GP models with Lipschitz gradients the SVGD algorithm monotonically decreases the Kullback-Leibler divergence from the sampling distribution to the true posterior. Our method is demonstrated on benchmark problems in both regression and classification, a multimodal posterior, and an air quality example with 550,134 spatiotemporal observations, showing substantial performance improvements over MCMC and VI.


翻译:我们展示了如何使用斯坦因变差梯度(SVGD)在高森进程模型中进行非加利概率和大量数据量的推论。Markov链-蒙特卡洛(MCMC)在计算上非常密集,但高效变差推论所需的参数假设(VI)导致在遇到这种模型常见的多模式后部分布时产生不正确的推论。SVGD为利普西茨梯度的变数推论提供了非参数替代方法,比MCMC大得多。我们证明,对于利普西茨梯度的GP模型来说,SVGD算法单字法降低了从取样分布到真正的后部的Kullback-Leiber差异。我们的方法在回归和分类、多式后部外部和空气质量两个方面都存在基准问题,有550,134个波段时空观测显示比MC和VI的性能显著改善。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!华盛顿大学最新《生成式模型》课程,附PPT
专知会员服务
59+阅读 · 2020年12月11日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20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
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
OpenAI丨深度强化学习关键论文列表
中国人工智能学会
17+阅读 · 2018年11月10日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6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
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 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
2+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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月14日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!华盛顿大学最新《生成式模型》课程,附PPT
专知会员服务
59+阅读 · 2020年12月11日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20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
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
OpenAI丨深度强化学习关键论文列表
中国人工智能学会
17+阅读 · 2018年11月10日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6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
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 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
2+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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员