In Bayesian statistics, exploring multimodal posterior distribution poses major challenges for existing techniques such as Markov Chain Monte Carlo (MCMC). These problems are exacerbated in high-dimensional settings where MCMC methods typically rely upon localised proposal mechanisms. This paper introduces the Annealed Leap-Point Sampler (ALPS), which augments the target distribution state space with modified annealed (cooled) target distributions, in contrast to traditional approaches which have employed tempering. The temperature of the coldest state is chosen such that its corresponding annealed target density can be sufficiently well-approximated by a Laplace approximation. As a result, a Gaussian mixture independence Metropolis-Hastings sampler can perform mode-jumping proposals even in high-dimensional problems. The ability of this procedure to "mode hop" at this super-cold state is then filtered through to the target state using a sequence of tempered targets in a similar way to that in parallel tempering methods. ALPS also incorporates the best aspects of current gold-standard approaches to multimodal sampling in high-dimensional contexts. A theoretical analysis of the ALPS approach in high dimensions is given, providing practitioners with a gauge on the optimal setup as well as the scalability of the algorithm. For a $d$-dimensional problem the it is shown that the coldest inverse temperature level required for the ALPS only needs to be linear in the dimension, $\mathcal{O}(d)$, and this means that for a collection of multimodal problems the algorithmic cost is polynomial, $\mathcal{O}\left(d^{3}\right)$. ALPS is illustrated on a complex multimodal posterior distribution that arises from a seemingly-unrelated regression (SUR) model of longitudinal data from U.S. manufacturing firms.
翻译:在Bayesian统计中,探索多式联运后院分布给Markov 链子 Monte Carlo (MCMCC) 等现有技术带来了重大挑战。 这些问题在高维环境中更加严重, MCMC方法通常依赖本地化的推荐机制。 本文引入了 Annaaled Leap- Point 采样器( ALPS ), 与使用温和的传统方法相比, 扩大了目标分布状态, 与使用经修改的麻醉( 冷却) 目标分布相悖。 最寒冷状态的温度选择, 其对应的反向目标密度目标密度可以由拉普尔近效的近似目标密度。 结果, 高基混合混合物独立Metopolis- Hasting 采样器即使在高度问题中也能执行模式跳动建议。 这个程序在这种超级冷淡状态下进行“ 摩擦” 目标分布空间, 然后用一种与同步目标状态类似的方式过滤。 ALPS 将当前黄金标准方法纳入高水平采样 。 在高水平范围内, ALPS 数据采集一个高水平 的内检方法, 显示, 在高水平上, ALPS 需要 的 的 的 ASalde 水平 的 的 数据 的 的 的 的 的 的 的 的 水平 的 水平 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的