論文の概要: Modelling Non-Smooth Signals with Complex Spectral Structure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06997v1
- Date: Mon, 14 Mar 2022 11:02:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-03-15 14:36:44.027191
- Title: Modelling Non-Smooth Signals with Complex Spectral Structure
- Title(参考訳): 複素スペクトル構造を持つ非滑らか信号のモデル化
- Authors: Wessel P. Bruinsma and Martin Tegn\'er and Richard E. Turner
- Abstract要約: 我々はGPCMモデルを再設計し、滑らかさに関する仮定を緩やかに仮定してスペクトル上のよりリッチな分布を誘導する。
また、平均場仮定を超越したより効果的な変分推論スキームを提案する。
提案したGPCMのバリエーションは、合成および実世界のデータに関する実験で検証され、有望な結果を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 26.749261270690432
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Gaussian Process Convolution Model (GPCM; Tobar et al., 2015a) is a model
for signals with complex spectral structure. A significant limitation of the
GPCM is that it assumes a rapidly decaying spectrum: it can only model smooth
signals. Moreover, inference in the GPCM currently requires (1) a mean-field
assumption, resulting in poorly calibrated uncertainties, and (2) a tedious
variational optimisation of large covariance matrices. We redesign the GPCM
model to induce a richer distribution over the spectrum with relaxed
assumptions about smoothness: the Causal Gaussian Process Convolution Model
(CGPCM) introduces a causality assumption into the GPCM, and the Rough Gaussian
Process Convolution Model (RGPCM) can be interpreted as a Bayesian
nonparametric generalisation of the fractional Ornstein-Uhlenbeck process. We
also propose a more effective variational inference scheme, going beyond the
mean-field assumption: we design a Gibbs sampler which directly samples from
the optimal variational solution, circumventing any variational optimisation
entirely. The proposed variations of the GPCM are validated in experiments on
synthetic and real-world data, showing promising results.
- Abstract(参考訳): ガウス過程畳み込みモデル (GPCM; Tobar et al., 2015a) は複雑なスペクトル構造を持つ信号のモデルである。
gpcmの重要な制限は、急速に減衰するスペクトルを仮定することであり、滑らかな信号のみをモデル化できる。
さらに、GPCMの推論には、(1)平均場仮定が必要であり、その結果、キャリブレーションの不十分な不確実性が生じ、(2)大きな共分散行列の退屈な変動最適化が要求される。
因果ガウス過程畳み込みモデル(CGPCM)は、GPCMに因果仮定を導入し、Roughガウス過程畳み込みモデル(RGPCM)は、分数オルンシュタイン-ウレンベック過程のベイズ非パラメトリック一般化と解釈できる。
また、より効果的な変分推論スキームを提案し、平均場仮定を超えて、最適な変分解から直接サンプルするギブスサンプルを設計し、変分最適化を完全に回避する。
提案したGPCMのバリエーションは、合成および実世界のデータの実験において検証され、有望な結果を示す。
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