The Ensemble Kalman inversion (EnKI), proposed by Iglesias et al. for the solution of Bayesian inverse problems of type $y=Au+\varepsilon$, with $u$ being an unknown parameter and $y$ a given datum, is a powerful tool usually derived from a sequential Monte Carlo point of view. It describes the dynamics of an ensemble of particles $\{u^j(t)\}_{j=1}^J$, whose initial empirical measure is sampled from the prior, evolving over an artificial time $t$ towards an approximate solution of the inverse problem. Using spectral techniques, we provide a complete description of the dynamics of EnKI and their asymptotic behavior in parameter space. In particular, we debunk a common working assumption in the field, saying that in the linear Gaussian regime, the empirical measure at time $t=1$ is a surrogate for the posterior, i.e., the correct Bayesian answer to the inverse problem. Furthermore, we show that residuals in parameter space do not decrease monotonously in the Euclidean norm and suggest a problem-adapted norm, where monotonicity can be proved. Finally, we derive a system of ordinary differential equations governing the spectrum and eigenvectors of the covariance matrix.


翻译:由Iglesias et al等提出,旨在解决Bayesian反面问题(美元=Au ⁇ varepsilon$)的Ensemble Kalman version (EnKI),由Iglesias et al等提出,旨在解决Bayesian反面问题(美元=Au ⁇ varepsilon$),美元是一个未知参数,美元是给定数据,这是一个强有力的工具,通常是从一个连续的 Monte Carlo 观点中衍生出来的。它描述了一个粒子共集的动态,$ ⁇ j(t) ⁇ j=1 ⁇ j=1J$(Enki),其初步经验性衡量标准是从先前的样本中抽样,在人为的时间里,美元是用来解决反面问题。我们用光谱技术全面描述Enki的动态及其在参数空间中的无症状行为。特别是我们贬低了该领域的一个共同的工作假设,在线形高斯制度中, $t=1$=1$(即Bayesian) 答案问题的正确回答问题。此外,我们展示了参数空间中的残余不会降低标准和透式标准。

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