論文の概要: Adversarial sampling of unknown and high-dimensional conditional
distributions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.05962v1
- Date: Mon, 8 Nov 2021 12:23:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-11-13 06:37:01.075833
- Title: Adversarial sampling of unknown and high-dimensional conditional
distributions
- Title(参考訳): 未知および高次元条件分布の逆サンプリング
- Authors: Malik Hassanaly, Andrew Glaws, Karen Stengel, Ryan N. King
- Abstract要約: 本稿では, GAN (Generative Adversarial Network) と呼ばれるデータ駆動方式を用いて, サンプリング法と基礎分布の推定を行う。
GANは、2つの競合するニューラルネットワークをトレーニングし、トレーニングセット分布からサンプルを効果的に生成できるネットワークを生成する。
提案アルゴリズムのすべてのバージョンは, 対象条件分布を, サンプルの品質に最小限の影響で効果的にサンプリングできることが示されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Many engineering problems require the prediction of
realization-to-realization variability or a refined description of modeled
quantities. In that case, it is necessary to sample elements from unknown
high-dimensional spaces with possibly millions of degrees of freedom. While
there exist methods able to sample elements from probability density functions
(PDF) with known shapes, several approximations need to be made when the
distribution is unknown. In this paper the sampling method, as well as the
inference of the underlying distribution, are both handled with a data-driven
method known as generative adversarial networks (GAN), which trains two
competing neural networks to produce a network that can effectively generate
samples from the training set distribution. In practice, it is often necessary
to draw samples from conditional distributions. When the conditional variables
are continuous, only one (if any) data point corresponding to a particular
value of a conditioning variable may be available, which is not sufficient to
estimate the conditional distribution. This work handles this problem using an
a priori estimation of the conditional moments of a PDF. Two approaches,
stochastic estimation, and an external neural network are compared here for
computing these moments; however, any preferred method can be used. The
algorithm is demonstrated in the case of the deconvolution of a filtered
turbulent flow field. It is shown that all the versions of the proposed
algorithm effectively sample the target conditional distribution with minimal
impact on the quality of the samples compared to state-of-the-art methods.
Additionally, the procedure can be used as a metric for the diversity of
samples generated by a conditional GAN (cGAN) conditioned with continuous
variables.
- Abstract(参考訳): 多くの工学的な問題は、実現から実現までの変数の予測や、モデル化された量の洗練された記述を必要とする。
この場合、おそらく数百万の自由度を持つ未知の高次元空間の要素をサンプリングする必要がある。
確率密度関数(PDF)から既知の形状の要素をサンプリングする手法は存在するが、分布が不明な場合にはいくつかの近似を行う必要がある。
本稿では,2つの競合するニューラルネットワークをトレーニングして,トレーニングセット分布からサンプルを効果的に生成できるネットワークを生成するGAN(Generative Adversarial Network)と呼ばれるデータ駆動型手法を用いて,サンプリング手法と基礎分布の推定を行う。
実際には、条件分布からサンプルを描くことがしばしば必要である。
条件変数が連続である場合、条件変数の特定の値に対応する1つの(もし)データポイントのみが利用可能であり、条件分布を推定するには不十分である。
本研究は,PDFの条件モーメントの事前推定を用いてこの問題に対処する。
これらのモーメントを計算するために、確率的推定と外部ニューラルネットワークという2つのアプローチが比較されるが、任意の好ましい方法が利用できる。
このアルゴリズムは、フィルタされた乱流場の非畳み込みの場合に実証される。
提案アルゴリズムのすべてのバージョンは, 対象条件分布を, 最先端手法と比較して, 試料の品質に最小限の影響で効果的にサンプリングすることを示した。
さらに、この手順は連続変数条件付き条件付きgan(cgan)によって生成されるサンプルの多様性の指標として使用できる。
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