用于图上重加权随机动力学的矩阵乘积置信传播
统计力学
2023-11-16 v2 社会与信息网络
种群与进化
摘要
图上的随机过程可描述从神经活动到传染病传播的大量现象。尽管许多现有方法能准确描述此类过程的典型实现,计算极罕见事件的性质却是一项艰巨任务。在递归模型(变量可能返回先前访问状态)的情形中尤为如此。此处,我们基于矩阵乘积空腔方法,从两个方向对其进行根本性扩展:首先,我们展示如何将其应用于被任意重加权因子偏置的马尔可夫过程,这些因子将大部分概率质量集中于罕见事件。其次,我们引入一种高效方案,将单个节点更新的计算成本从节点度数的指数级降至多项式级。考虑了两个应用:在 SIRS 传染病模型内从稀疏观测推断感染概率,以及计算若干动力学伊辛模型的典型可观测量与大偏差。
引用
@article{arxiv.2303.17403,
title = {Matrix Product Belief Propagation for reweighted stochastic dynamics over graphs},
author = {Stefano Crotti and Alfredo Braunstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17403},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 7 figures, 1 table, appendix