論文の概要: Towards Model-Agnostic Posterior Approximation for Fast and Accurate Variational Autoencoders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08941v2
• Date: Wed, 12 Jun 2024 19:15:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-14 23:25:56.740525
• Title: Towards Model-Agnostic Posterior Approximation for Fast and Accurate Variational Autoencoders
• Title（参考訳）: 高速かつ高精度な変分オートエンコーダのためのモデル非依存的後部近似に向けて
• Authors: Yaniv Yacoby, Weiwei Pan, Finale Doshi-Velez,
• Abstract要約: 我々は,真のモデルの後部の決定論的,モデルに依存しない後部近似(MAPA)を計算可能であることを示す。 我々は,(1)MAPAが真の後部傾向を捉えた低次元合成データに対する予備的な結果を示し,(2)MAPAに基づく推論は,ベースラインよりも少ない計算でより優れた密度推定を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.77397537980102
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Inference for Variational Autoencoders (VAEs) consists of learning two models: (1) a generative model, which transforms a simple distribution over a latent space into the distribution over observed data, and (2) an inference model, which approximates the posterior of the latent codes given data. The two components are learned jointly via a lower bound to the generative model's log marginal likelihood. In early phases of joint training, the inference model poorly approximates the latent code posteriors. Recent work showed that this leads optimization to get stuck in local optima, negatively impacting the learned generative model. As such, recent work suggests ensuring a high-quality inference model via iterative training: maximizing the objective function relative to the inference model before every update to the generative model. Unfortunately, iterative training is inefficient, requiring heuristic criteria for reverting from iterative to joint training for speed. Here, we suggest an inference method that trains the generative and inference models independently. It approximates the posterior of the true model a priori; fixing this posterior approximation, we then maximize the lower bound relative to only the generative model. By conventional wisdom, this approach should rely on the true prior and likelihood of the true model to approximate its posterior (which are unknown). However, we show that we can compute a deterministic, model-agnostic posterior approximation (MAPA) of the true model's posterior. We then use MAPA to develop a proof-of-concept inference method. We present preliminary results on low-dimensional synthetic data that (1) MAPA captures the trend of the true posterior, and (2) our MAPA-based inference performs better density estimation with less computation than baselines. Lastly, we present a roadmap for scaling the MAPA-based inference method to high-dimensional data.
• Abstract（参考訳）: 変分オートエンコーダ(VAE)の推論は,(1)潜時空間上の単純な分布を観測データ上の分布に変換する生成モデル,(2)潜時符号の後部を近似する推論モデル,の2つのモデルから成り立っている。 2つのコンポーネントは、生成モデルのログ限界確率の低い境界を通して、共同で学習される。 ジョイントトレーニングの初期段階では、推論モデルは遅延符号後部を十分に近似する。 近年の研究では、この最適化が局所最適状態に留まり、学習された生成モデルに悪影響を及ぼすことが示されている。 このように、最近の研究は、反復的トレーニングによる高品質な推論モデルを保証することを示唆している。 残念なことに、反復訓練は非効率であり、反復訓練から高速な関節訓練に戻すためのヒューリスティックな基準を必要とする。 本稿では,生成モデルと推論モデルを独立に学習する推論手法を提案する。 これは真のモデル a の後部を近似し、この後部近似を固定し、生成モデルのみに対する下界を最大化する。 従来の知恵では、このアプローチは後部(未知)を近似するために真のモデルの真の事前と可能性に依存するべきである。 しかし,本モデルの後部近似 (MAPA) は決定論的, モデルに依存しない。 そこで,MAPAを用いて概念推論法を開発した。 我々は,(1)MAPAが真の後部傾向を捉えた低次元合成データに対する予備的な結果を示し,(2)MAPAに基づく推論は,ベースラインよりも少ない計算でより優れた密度推定を行う。 最後に,MAPAに基づく推論手法を高次元データに拡張するためのロードマップを提案する。

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