論文の概要: Self-reinforced polynomial approximation methods for concentrated
probability densities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.02554v1
- Date: Sun, 5 Mar 2023 02:44:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 19:01:12.139040
- Title: Self-reinforced polynomial approximation methods for concentrated
probability densities
- Title(参考訳): 集中確率密度に対する自己強化多項式近似法
- Authors: Tiangang Cui and Sergey Dolgov and Olivier Zahm
- Abstract要約: トランスポートマップ法は、ターゲットの高次元の確率変数と参照の確率変数を対応付ける強力な統計学習ツールを提供する。
本稿では, Knothe-Rosenblatt (KR) 再構成を一般化可能な関数に基づいて構築するための新しい計算手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.5469452301122175
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Transport map methods offer a powerful statistical learning tool that can
couple a target high-dimensional random variable with some reference random
variable using invertible transformations. This paper presents new
computational techniques for building the Knothe--Rosenblatt (KR) rearrangement
based on general separable functions. We first introduce a new construction of
the KR rearrangement -- with guaranteed invertibility in its numerical
implementation -- based on approximating the density of the target random
variable using tensor-product spectral polynomials and downward closed sparse
index sets. Compared to other constructions of KR arrangements based on either
multi-linear approximations or nonlinear optimizations, our new construction
only relies on a weighted least square approximation procedure. Then, inspired
by the recently developed deep tensor trains (Cui and Dolgov, Found. Comput.
Math. 22:1863--1922, 2022), we enhance the approximation power of sparse
polynomials by preconditioning the density approximation problem using
compositions of maps. This is particularly suitable for high-dimensional and
concentrated probability densities commonly seen in many applications. We
approximate the complicated target density by a composition of self-reinforced
KR rearrangements, in which previously constructed KR rearrangements -- based
on the same approximation ansatz -- are used to precondition the density
approximation problem for building each new KR rearrangement. We demonstrate
the efficiency of our proposed methods and the importance of using the
composite map on several inverse problems governed by ordinary differential
equations (ODEs) and partial differential equations (PDEs).
- Abstract(参考訳): トランスポートマップ法は、ターゲットの高次元確率変数と参照確率変数を可逆変換を用いて結合できる強力な統計学習ツールを提供する。
本稿では, 一般分離関数に基づく Knothe-Rosenblatt (KR) 再構成を構築するための新しい計算手法を提案する。まず, テンソル積スペクトル多項式と下向き閉スパース指数集合を用いて, 対象の確率変数の密度を近似し, 数値的実装における可逆性を保証する KR 再構成の新たな構成を導入する。
多重線形近似や非線形最適化に基づくKR配置の他の構成と比較すると、新しい構成は重み付き最小二乗近似にのみ依存する。
そこで,最近開発された深部テンソル列車 (Cui and Dolgov, Found. Comput. Math. 22:1863-1922, 2022) に触発されて, 写像の合成を用いて密度近似問題を前処理することにより, スパース多項式の近似力を向上する。
これは、多くの応用でよく見られる高次元および集中確率密度に特に適している。
我々は, 従来構築されていたKRアレンジメント(同じ近似アンサッツに基づく)を, それぞれの新しいKRアレンジメントを構築するための密度近似問題の前処理に用いる, 自己強化KRアレンジメントの合成により, 複雑なターゲット密度を近似する。
提案手法の有効性と, 常微分方程式 (ODE) と偏微分方程式 (PDE) に支配されるいくつかの逆問題に対する合成写像の利用の重要性を示す。
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