The article is about algorithms for learning Bayesian hierarchical models, the computational complexity of which scales linearly with the number of observations and the number of parameters in the model. It focuses on crossed random effect and nested multilevel models, which are used ubiquitously in applied sciences, and illustrates the methodology on two challenging real data analyses on predicting electoral results and real estate prices respectively. The posterior dependence in both classes is sparse: in crossed random effects models it resembles a random graph, whereas in nested multilevel models it is tree-structured. For each class we develop a framework for scalable computation based on collapsed Gibbs sampling and belief propagation respectively. We provide a number of negative (for crossed) and positive (for nested) results for the scalability (or lack thereof) of methods based on sparse linear algebra, which are relevant also to Laplace approximation methods for such models. Our numerical experiments compare with off-the-shelf variational approximations and Hamiltonian Monte Carlo. Our theoretical results, although partial, are useful in suggesting interesting methodologies and lead to conclusions that our numerics suggest to hold well beyond the scope of the underlying assumptions.


翻译:文章是关于学习巴伊西亚等级模型的算法, 其计算复杂性以观察次数和模型参数数为线性尺度, 侧重于超随机效应和嵌套多级模型, 应用科学中均使用这些模型, 并展示了两种具有挑战性的实际数据分析方法, 分别用于预测选举结果和房地产价格。 两类的后继依赖性都很少: 在跨随机效应模型中, 它类似于随机图, 在嵌套多级模型中, 它是树形结构的。 对于每一类, 我们分别根据崩溃的Gibbs抽样和信仰传播制定可缩放计算框架。 我们提供了一些负面( 跨) 和正( 嵌套) 的结果, 以稀薄线性代数为基础的方法的可缩放性( 或缺乏) 方法, 也与这些模型的拉普特近比法有关。 我们的数值实验与现成的变差近近和汉密尔顿· 蒙特卡洛比较。 我们的理论结果虽然部分, 有助于提出有趣的方法, 并导致结论, 我们的数值显示我们的数字显示我们的数值远远超出基本假设的范围。

0
下载
关闭预览

相关内容

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/
【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
【经典书】贝叶斯编程,378页pdf,Bayesian Programming
专知会员服务
244+阅读 · 2020年5月18日
【新书】贝叶斯网络进展与新应用,附全书下载
专知会员服务
118+阅读 · 2019年12月9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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
计算机 | EMNLP 2019等国际会议信息6条
Call4Papers
18+阅读 · 2019年4月26日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年2月22日
Arxiv
3+阅读 · 2020年5月1日
Hierarchical Deep Multiagent Reinforcement Learning
Arxiv
8+阅读 · 2018年9月25日
VIP会员
相关VIP内容
【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
【经典书】贝叶斯编程,378页pdf,Bayesian Programming
专知会员服务
244+阅读 · 2020年5月18日
【新书】贝叶斯网络进展与新应用,附全书下载
专知会员服务
118+阅读 · 2019年12月9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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
计算机 | EMNLP 2019等国际会议信息6条
Call4Papers
18+阅读 · 2019年4月26日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员