論文の概要: Score-based Data Assimilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.10574v2
• Date: Tue, 31 Oct 2023 14:57:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-01 23:29:34.190657
• Title: Score-based Data Assimilation
• Title（参考訳）: スコアに基づくデータ同化
• Authors: Fran\c{c}ois Rozet and Gilles Louppe
• Abstract要約: 軌道推定のためのスコアベースのデータ同化を導入する。 我々は、任意の長さの軌道のスコアを、短いセグメントにまたがって一連のスコアに分解できるというキーインサイトに基づいて、状態軌道のスコアに基づく生成モデルを学ぶ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.215767098253208
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Data assimilation, in its most comprehensive form, addresses the Bayesian inverse problem of identifying plausible state trajectories that explain noisy or incomplete observations of stochastic dynamical systems. Various approaches have been proposed to solve this problem, including particle-based and variational methods. However, most algorithms depend on the transition dynamics for inference, which becomes intractable for long time horizons or for high-dimensional systems with complex dynamics, such as oceans or atmospheres. In this work, we introduce score-based data assimilation for trajectory inference. We learn a score-based generative model of state trajectories based on the key insight that the score of an arbitrarily long trajectory can be decomposed into a series of scores over short segments. After training, inference is carried out using the score model, in a non-autoregressive manner by generating all states simultaneously. Quite distinctively, we decouple the observation model from the training procedure and use it only at inference to guide the generative process, which enables a wide range of zero-shot observation scenarios. We present theoretical and empirical evidence supporting the effectiveness of our method.
• Abstract（参考訳）: データ同化は、最も包括的な形で、確率力学系のノイズまたは不完全な観察を説明する可塑性状態軌跡を特定するベイズ逆問題に対処する。 粒子法や変分法などの様々な手法が提案されている。 しかし、ほとんどのアルゴリズムは、長期間の地平線や、海洋や大気のような複雑な力学を持つ高次元システムにとって、推論の遷移力学に依存している。 本研究では,軌道推定のためのスコアに基づくデータ同化について述べる。 我々は、任意の長さの軌道のスコアを短いセグメントで一連のスコアに分解できるというキーインサイトに基づいて、状態軌道のスコアに基づく生成モデルを学ぶ。 トレーニング後、全ての状態を同時に生成して非自己回帰的にスコアモデルを用いて推論を行う。 極めて特筆すべきは、トレーニング手順から観察モデルを分離し、推論時にのみ使用して生成過程をガイドし、幅広いゼロショット観察シナリオを可能にすることである。 本手法の有効性を裏付ける理論的,実証的な証拠を提示する。

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