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一种Stein变分牛顿方法

A Stein variational Newton method

University of Bath(巴斯大学);The Alan Turing Institute(艾伦·图灵研究所);Monash University(莫纳什大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Heidelberg University(海德堡大学)

Gianluca Detommaso, Tiangang Cui, Alessio Spantini, Youssef Marzouk, Robert Scheichl

AI总结:

本文提出了一种基于Stein变分梯度下降(SVGD)的改进方法,通过引入二阶信息加速并推广了该算法,实现了函数空间中的牛顿迭代,并展示了在多个测试案例中显著的计算效率提升。

摘要:

Stein变分梯度下降(SVGD)最近被提出作为一种通用的非参数变分推断算法 [Liu & Wang, NIPS 2016]:它通过在再生核希尔伯特空间上实现一种函数梯度下降的形式来最小化目标分布与其近似分布之间的Kullback-Leibler散度。在本文中,我们通过引入二阶信息来加速和推广SVGD算法,从而在函数空间中近似出一种牛顿迭代。我们还展示了二阶信息如何导致更有效的核选择。我们在多个测试案例中观察到相对于原始SVGD算法有显著的计算效率提升。

英文摘要:

Stein variational gradient descent (SVGD) was recently proposed as a general purpose nonparametric variational inference algorithm [Liu & Wang, NIPS 2016]: it minimizes the Kullback-Leibler divergence between the target distribution and its approximation by implementing a form of functional gradient descent on a reproducing kernel Hilbert space. In this paper, we accelerate and generalize the SVGD algorithm by including second-order information, thereby approximating a Newton-like iteration in function space. We also show how second-order information can lead to more effective choices of kernel. We observe significant computational gains over the original SVGD algorithm in multiple test cases.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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