論文の概要: Amortized Energy-Based Bayesian Inference
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.15407v2
- Date: Mon, 18 May 2026 16:52:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-19 17:57:46.101303
- Title: Amortized Energy-Based Bayesian Inference
- Title(参考訳): Amortized Energy-based Bayesian Inference
- Authors: Hojjat Kaveh, Ricardo Baptista, Andrew M. Stuart,
- Abstract要約: 本稿では, 後部分布を近似するために, 基準測度を前方に進める観測依存マップを学習する輸送方式を提案する。
この定式化は可能性のないものであり、関節標本のみを必要とし、密度評価、可逆性制約、ヤコビ計算を避ける。
有限次元非線形逆問題と多孔質媒質流と地震インバージョンに起因する2つのPDE制約逆問題について述べる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.330852012059025
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We consider amortized Bayesian inference for nonlinear inverse problems in settings where only samples from the joint distribution of parameters and observations are available. Classical methods such as Markov chain Monte Carlo require solving a new inference problem for each observation, which can be computationally prohibitive when inference must be repeated many times. We propose a transport-based approach that learns an observation-dependent map pushing forward a reference measure to approximate the posterior distribution. The map is trained by minimizing an averaged energy-distance objective between the true posterior and the learned pushforward. This formulation is likelihood-free, requiring only joint samples, and avoids density evaluation, invertibility constraints, and Jacobian determinant computations. For function-space inverse problems with Gaussian priors, we parameterize the transport map as the identity plus a perturbation in the Cameron-Martin space of the prior, preserving absolute continuity with respect to the prior. In infinite-dimensional settings, the map is represented using neural operators. We illustrate the method on a finite-dimensional nonlinear inverse problem and two PDE-constrained inverse problems arising in porous medium flow and seismic inversion. The results show that the learned transport captures posterior structure, including multimodality and dominant modes, while enabling fast posterior sampling for new observations.
- Abstract(参考訳): パラメータと観測値の合同分布からのサンプルのみを利用できる設定において、非線形逆問題に対するアモータイズされたベイズ推定を考える。
マルコフ連鎖モンテカルロのような古典的な手法では、各観測に対して新しい推論問題を解く必要がある。
本稿では, 後部分布を近似するために, 基準測度を前方に進める観測依存マップを学習する輸送方式を提案する。
地図は、真の後部と学習された前進方向の間の平均エネルギー距離目標を最小化することによって訓練される。
この定式化は確率自由であり、結合サンプルのみを必要とし、密度評価、可逆性制約、ヤコビ行列計算を避ける。
ガウス以前の函数空間の逆問題に対して、輸送写像は前者のキャメロン・マーチン空間における摂動と同一性としてパラメータ化し、前者の絶対連続性を保存する。
無限次元の設定では、写像はニューラル作用素を用いて表現される。
有限次元非線形逆問題と多孔質媒質流と地震インバージョンに起因する2つのPDE制約逆問題について述べる。
その結果、学習した輸送路は、多モードや支配モードを含む後部構造を捕捉し、新しい観測のために高速な後部サンプリングを可能にした。
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