Variational inference (VI) combined with Bayesian nonlinear filtering produces state-of-the-art results for latent time-series modeling. A body of recent work has focused on sequential Monte Carlo (SMC) and its variants, e.g., forward filtering backward simulation (FFBSi). Although these studies have succeeded, serious problems remain in particle degeneracy and biased gradient estimators. In this paper, we propose Ensemble Kalman Variational Objective (EnKO), a hybrid method of VI and the ensemble Kalman filter (EnKF), to infer state space models (SSMs). Our proposed method can efficiently identify latent dynamics because of its particle diversity and unbiased gradient estimators. We demonstrate that our EnKO outperforms SMC-based methods in terms of predictive ability and particle efficiency for three benchmark nonlinear system identification tasks.


翻译:虽然这些研究取得了成功,但在粒子降解和偏差梯度估计器方面仍然存在严重问题。在本文件中,我们提议采用Ensemble Kalman变异性目标(EnKO),这是六种混合方法,是全套Kalman过滤器(EnKF)的混合方法,用以推断国家空间模型(SSMs),我们提议的方法可以有效地查明潜在的动态,因为其粒子多样性和不偏向梯度估计器。我们表明,我们的EnKO在预测能力和粒子效率方面优于SMC方法,用于三项基准非线性系统识别任务。

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