In many inference problems, the evaluation of complex and costly models is often required. In this context, Bayesian methods have become very popular in several fields over the last years, in order to obtain parameter inversion, model selection or uncertainty quantification. Bayesian inference requires the approximation of complicated integrals involving (often costly) posterior distributions. Generally, this approximation is obtained by means of Monte Carlo (MC) methods. In order to reduce the computational cost of the corresponding technique, surrogate models (also called emulators) are often employed. Another alternative approach is the so-called Approximate Bayesian Computation (ABC) scheme. ABC does not require the evaluation of the costly model but the ability to simulate artificial data according to that model. Moreover, in ABC, the choice of a suitable distance between real and artificial data is also required. In this work, we introduce a novel approach where the expensive model is evaluated only in some well-chosen samples. The selection of these nodes is based on the so-called compressed Monte Carlo (CMC) scheme. We provide theoretical results supporting the novel algorithms and give empirical evidence of the performance of the proposed method in several numerical experiments. Two of them are real-world applications in astronomy and satellite remote sensing.


翻译:在许多推论问题中,往往需要评估复杂和昂贵的模型,在这方面,贝耶斯方法在过去几年中在若干领域变得非常流行,以便获得参数反转、模型选择或不确定性的量化。贝伊斯推论要求近似涉及(通常费用高的)后传分布的复杂整体体。一般而言,这种近似是通过蒙特卡洛(MC)方法获得的。为了降低相应技术的计算成本,往往采用代用模型(也称为模拟器),另一种替代方法是所谓的“亚普约巴伊西亚Computation(ABC)方案”。ABC并不要求评估昂贵的模式,而是要求能够根据该模型模拟人工数据。此外,在ABC中,还需要选择真实数据和人工数据之间的适当距离。在这项工作中,我们采用了一种新颖的方法,即只对昂贵的模型进行精选样品评估。选择这些节点的依据是所谓的“亚美索罗(CMC)方案。我们提供理论结果,支持根据该模型对成本模型进行评估,而是根据该模型模拟进行若干次遥感实验。我们提供了在卫星上提供数字和实验的理论结果。

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