論文の概要: Maximum Likelihood Learning of Energy-Based Models for Simulation-Based
Inference
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14756v1
- Date: Wed, 26 Oct 2022 14:38:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-27 13:29:18.537232
- Title: Maximum Likelihood Learning of Energy-Based Models for Simulation-Based
Inference
- Title(参考訳): シミュレーションに基づく推論のためのエネルギーベースモデルの最大確率学習
- Authors: Pierre Glaser, Michael Arbel, Arnaud Doucet, Arthur Gretton
- Abstract要約: シミュレーションベース推論のための2つの合成確率法を提案する。
どちらもシミュレータによって生成された合成データを用いて条件付きエネルギーベースモデル(EBM)を学習する。
両手法の特性を合成データセットに示すとともに, ピロリックネットワークの神経科学モデルに応用する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 48.37475104016718
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce two synthetic likelihood methods for Simulation-Based Inference
(SBI), to conduct either amortized or targeted inference from experimental
observations when a high-fidelity simulator is available. Both methods learn a
conditional energy-based model (EBM) of the likelihood using synthetic data
generated by the simulator, conditioned on parameters drawn from a proposal
distribution. The learned likelihood can then be combined with any prior to
obtain a posterior estimate, from which samples can be drawn using MCMC. Our
methods uniquely combine a flexible Energy-Based Model and the minimization of
a KL loss: this is in contrast to other synthetic likelihood methods, which
either rely on normalizing flows, or minimize score-based objectives; choices
that come with known pitfalls. Our first method, Amortized Unnormalized Neural
Likelihood Estimation (AUNLE), introduces a tilting trick during training that
allows to significantly lower the computational cost of inference by enabling
the use of efficient MCMC techniques. Our second method, Sequential UNLE
(SUNLE), employs a robust doubly intractable approach in order to re-use
simulation data and improve posterior accuracy on a specific dataset. We
demonstrate the properties of both methods on a range of synthetic datasets,
and apply them to a neuroscience model of the pyloric network in the crab
Cancer Borealis, matching the performance of other synthetic likelihood methods
at a fraction of the simulation budget.
- Abstract(参考訳): シミュレーションベース推論(SBI)では,高忠実度シミュレータが利用可能である場合,実験結果から,暗黙的あるいは標的的推論を行うための2つの方法を提案する。
いずれの手法も,提案分布から引き出されたパラメータに基づいて,シミュレータが生成した合成データを用いて条件付エネルギーベースモデル(ebm)を学習する。
得られた確率を事前に組み合わせて後続の推定値を得ることができ、そこからサンプルをMCMCを使って描画することができる。
我々の方法は、フレキシブルエネルギーベースのモデルとkl損失の最小化を一意に組み合わせる:これは、流れを正規化するか、スコアベースの目標を最小化する他の合成確率法とは対照的である。
第1の手法であるamortized unnormalized neural likelihood estimation (aunle)は,効率的なmcmc手法を活用し,推論の計算コストを大幅に削減する学習中の傾きトリックを導入する。
第2の手法であるシーケンシャル unle (sunle) は, シミュレーションデータを再利用し, 特定のデータセットにおける後方精度を向上させるため, 頑健な2重法を採用している。
そこで本研究では, 合成データセット上での両手法の特性を実証し, カニ癌における幽門ネットワークの神経科学モデルに適用し, シミュレーション予算のごく一部で他の合成可能性法の性能と一致させた。
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