In recent years, the field of machine learning has made phenomenal progress in the pursuit of simulating real-world data generation processes. One notable example of such success is the variational autoencoder (VAE). In this work, with a small shift in perspective, we leverage and adapt VAEs for a different purpose: uncertainty quantification in scientific inverse problems. We introduce UQ-VAE: a flexible, adaptive, hybrid data/model-informed framework for training neural networks capable of rapid modelling of the posterior distribution representing the unknown parameter of interest. Specifically, from divergence-based variational inference, our framework is derived such that most of the information usually present in scientific inverse problems is fully utilized in the training procedure. Additionally, this framework includes an adjustable hyperparameter that allows selection of the notion of distance between the posterior model and the target distribution. This introduces more flexibility in controlling how optimization directs the learning of the posterior model. Further, this framework possesses an inherent adaptive optimization property that emerges through the learning of the posterior uncertainty.


翻译:近年来,机器学习领域在模拟真实世界数据生成过程中取得了惊人的进展,这种成功的一个显著例子是变式自动编码器(VAE),在这项工作中,随着视角的微小变化,我们为不同的目的利用和改造VAE:科学反向问题的不确定性量化。我们引入了UQ-VAE:一个灵活、适应性强、混合数据/模范信息化框架,用于培训神经网络,能够快速模拟代表未知兴趣参数的后方分布。具体地说,根据基于差异的变异推论,我们的框架衍生出通常存在于科学反常问题中的大多数信息在培训程序中都得到充分利用。此外,这个框架包括一个可调整的超参数,允许选择后方模型和目标分布之间的距离概念。这为控制优化引导后方模型的学习带来了更大的灵活性。此外,这个框架具有一种内在的适应性优化属性,通过学习后方不确定性而产生。

0
下载
关闭预览

相关内容

因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
Arxiv
3+阅读 · 2018年1月10日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15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
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员