A Neural Process (NP) estimates a stochastic process implicitly defined with neural networks given a stream of data, rather than pre-specifying priors already known, such as Gaussian processes. An ideal NP would learn everything from data without any inductive biases, but in practice, we often restrict the class of stochastic processes for the ease of estimation. One such restriction is the use of a finite-dimensional latent variable accounting for the uncertainty in the functions drawn from NPs. Some recent works show that this can be improved with more "data-driven" source of uncertainty such as bootstrapping. In this work, we take a different approach based on the martingale posterior, a recently developed alternative to Bayesian inference. For the martingale posterior, instead of specifying prior-likelihood pairs, a predictive distribution for future data is specified. Under specific conditions on the predictive distribution, it can be shown that the uncertainty in the generated future data actually corresponds to the uncertainty of the implicitly defined Bayesian posteriors. Based on this result, instead of assuming any form of the latent variables, we equip a NP with a predictive distribution implicitly defined with neural networks and use the corresponding martingale posteriors as the source of uncertainty. The resulting model, which we name as Martingale Posterior Neural Process (MPNP), is demonstrated to outperform baselines on various tasks.


翻译:神经过程 (NP) 使用神经网络对随机过程进行隐式定义,给定一系列数据,而不是预先指定已知的先验分布,例如高斯过程。理想的 NP 应该从数据中学习一切,而没有任何归纳偏见,但在实践中,我们经常限制随机过程的类别,以便更容易进行估计。一个这样的限制是使用有限维潜在变量来说明从 NP 中绘制的功能所涵盖的不确定性。一些最近的作品表明,使用更具“数据驱动”性质的不确定性,例如自助法,可以改善这一点。在这项工作中,我们采用一个与贝叶斯推断相对的新方法 - 马丁格尔后验概率,并提出了一种新的模型-马丁格尔后验神经过程 (Martingale Posterior Neural Process,简称 MPNP)。对于马丁格尔后验概率,根据未来数据的预测分布,确定一种针对未来数据的预测分布。在预测分布的特定条件下,可以证明,生成的未来数据不确定性实际上对应于隐含的贝叶斯后验的不确定性。基于这一结果,我们在 MPNP 中使用针对未来数据的预测分布定义一个神经过程,并使用相应的马丁格尔后验作为不确定性来源。实验表明,与传统方法相比,该模型在各种任务中表现出更好的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
69+阅读 · 2022年7月11日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
【康奈尔大学】度量数据粒度,Measuring Dataset Granularity
专知会员服务
12+阅读 · 2019年12月27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
浅聊对比学习(Contrastive Learning)
极市平台
2+阅读 · 2022年7月26日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)第一弹
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年6月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
SIGIR2019 接收论文列表
专知
18+阅读 · 2019年4月20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
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年10月13日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月5日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月3日
VIP会员
相关资讯
浅聊对比学习(Contrastive Learning)
极市平台
2+阅读 · 2022年7月26日
浅聊对比学习(Contrastive Learning)第一弹
PaperWeekly
0+阅读 · 2022年6月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
SIGIR2019 接收论文列表
专知
18+阅读 · 2019年4月20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
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年10月13日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员