We consider situations where the applicability of sequential Monte Carlo particle filters is compromised due to the expensive evaluation of the particle weights. To alleviate this problem, we propose a new particle filter algorithm based on the multilevel approach. We show that the resulting multilevel bootstrap particle filter (MLBPF) retains the strong law of large numbers as well as the central limit theorem of classical particle filters under mild conditions. Our numerical experiments demonstrate up to 85\% reduction in computation time compared to the classical bootstrap particle filter, in certain settings. While it should be acknowledged that this reduction is highly application dependent, and a similar gain should not be expected for all applications across the board, we believe that this substantial improvement in certain settings makes MLBPF an important addition to the family of sequential Monte Carlo methods.


翻译:我们考虑的是,由于粒子重量评估费用昂贵,连续的蒙特卡洛粒子过滤器的适用性受到影响的情况。为了缓解这一问题,我们提议采用基于多层次方法的新的粒子过滤器算法。我们表明,由此产生的多级靴子粒子过滤器(MLBPF)保留了数量庞大的强定法,以及在温和条件下古典粒子过滤器的核心定律。我们的数字实验表明,在某些环境下,与古典靴子粒子过滤器相比,计算时间减少多达85 ⁇ 。虽然应该承认这种减少高度依赖应用,而且不应期望对全局的所有应用都产生类似的收益,但我们认为,在某些环境下,这种重大改进使MLBPFF是连续的蒙特卡洛方法大家庭的重要补充。

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