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基于 Wasserstein 重心的贝叶斯学习

机器学习 2022-11-10 v5 机器学习

摘要

我们引入并研究了一种基于最优传输的贝叶斯学习模型选择新策略,及其相关的预测后验律:模型后验律的 Wasserstein 总体重心。我们首先说明该估计量(称为贝叶斯 Wasserstein 重心,BWB)如何在一般的无参数贝叶斯模型选择框架中自然产生,其中所考虑的贝叶斯风险为 Wasserstein 距离。给出了若干例子,说明 BWB 如何扩展一些经典的参数与非参数选择策略。此外,我们还提供了保证 BWB 存在性与统计一致性的显式条件,并讨论其若干一般与特定性质,从而洞察其相对于通常选择(如模型平均估计量)的优势。最后,我们说明了如何利用 companion paper arXiv:2201.04232v2 [math.OC] 中引入的 Wasserstein 空间随机梯度下降(SGD)算法来计算该估计量,并给出一个数值例子以对所提方法进行实验验证。

关键词

引用

@article{arxiv.1805.10833,
  title  = {Bayesian Learning with Wasserstein Barycenters},
  author = {Julio Backhoff-Veraguas and Joaquin Fontbona and Gonzalo Rios and Felipe Tobar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1805.10833},
  year   = {2022}
}

备注

This is the final version, accepted for publication in ESAIM-P&S. Results on Bayesian consistency in Wasserstein topology and on convergence of the BWB estimator have been extended and improved. A series of new examples have been added