Importance sampling (IS) is a powerful Monte Carlo (MC) methodology for approximating integrals, for instance in the context of Bayesian inference. In IS, the samples are simulated from the so-called proposal distribution, and the choice of this proposal is key for achieving a high performance. In adaptive IS (AIS) methods, a set of proposals is iteratively improved. AIS is a relevant and timely methodology although many limitations remain yet to be overcome, e.g., the curse of dimensionality in high-dimensional and multi-modal problems. Moreover, the Hamiltonian Monte Carlo (HMC) algorithm has become increasingly popular in machine learning and statistics. HMC has several appealing features such as its exploratory behavior, especially in high-dimensional targets, when other methods suffer. In this paper, we introduce the novel Hamiltonian adaptive importance sampling (HAIS) method. HAIS implements a two-step adaptive process with parallel HMC chains that cooperate at each iteration. The proposed HAIS efficiently adapts a population of proposals, extracting the advantages of HMC. HAIS can be understood as a particular instance of the generic layered AIS family with an additional resampling step. HAIS achieves a significant performance improvement in high-dimensional problems w.r.t. state-of-the-art algorithms. We discuss the statistical properties of HAIS and show its high performance in two challenging examples.


翻译:重要程度取样(IS)是蒙特卡洛(Monte Carlo)的有力方法,用于接近整体组成部分,例如巴耶斯的推断。在IS中,样品根据所谓的建议分布进行模拟,选择这个建议是实现高性能的关键。在适应性IS(AIS)方法中,一套建议得到迭代改进。AIS是一种相关和及时的方法,尽管许多限制仍有待克服,例如,高维和多模式问题中维度的诅咒。此外,汉密尔顿·蒙特卡洛(HMC)算法在机器学习和统计中越来越受欢迎。Hamilian Monte Carlo(HMC)算法(HMC)算法具有若干吸引性特征,例如其探索性行为,特别是在高维度目标中,这是实现高性表现的关键。在本文中,我们介绍了汉密尔顿(HAIS)的适应性重要性取样方法。HAMIS(HAIS)与每次反复合作的HMC链平行的两步适应性进程。拟议的HAIS(HMC)有效地调整了其优势,在机器学习和统计性高维度分析中特别的一步,可以理解HIS(HAIS)在高层次分析中取得高度业绩。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
124+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12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
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
1+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
1+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 · 2012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 · 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 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月2日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月1日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
124+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12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
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
1+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
1+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 · 2012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 · 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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员