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重要性加权界得分函数梯度估计器的最优方差控制

机器学习 2020-12-10 v2 机器学习

摘要

本文给出重要性加权变分界(IWAE, importance weighted variational bound)的得分函数梯度估计器的新结果。我们证明,在大KK(重要性样本数)极限下,可选择控制变量使得估计器的信噪比(SNR, Signal-to-Noise ratio)以K\sqrt{K}增长。这与标准路径wise梯度估计器中信噪比以1/K1/\sqrt{K}下降形成对比。基于我们的理论发现,我们开发了一种扩展VIMCO的新型控制变量。在连续与离散生成模型的训练中,所提方法经验上实现了更优的方差缩减,使IWAE的SNR随KK增加而提升,且无需依赖重参数化技巧。该新型估计器在训练生成模型时,与最先进的免重参数化梯度估计器(如Reweighted Wake-Sleep (RWS)和热力变分目标(TVO, thermodynamic variational objective))具有竞争力。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.01998,
  title  = {Optimal Variance Control of the Score Function Gradient Estimator for Importance Weighted Bounds},
  author = {Valentin Liévin and Andrea Dittadi and Anders Christensen and Ole Winther},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01998},
  year   = {2020}
}