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Moment-Based Variational Inference for Stochastic Differential Equations

Wildner, Christian ; Koeppl, Heinz (2022)
Moment-Based Variational Inference for Stochastic Differential Equations.
24th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS) 2021. Virtual (13.04.2021-15.04.2021)
doi: 10.26083/tuprints-00021512
Konferenzveröffentlichung, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Existing deterministic variational inference approaches for diffusion processes use simple proposals and target the marginal density of the posterior. We construct the variational process as a controlled version of the prior process and approximate the posterior by a set of moment functions. In combination with moment closure, the smoothing problem is reduced to a deterministic optimal control problem. Exploiting the path-wise Fisher information, we propose an optimization procedure that corresponds to a natural gradient descent in the variational parameters. Our approach allows for richer variational approximations that extend to state-dependent diffusion terms. The classical Gaussian process approximation is recovered as a special case.

Typ des Eintrags: Konferenzveröffentlichung
Erschienen: 2022
Autor(en): Wildner, Christian ; Koeppl, Heinz
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Moment-Based Variational Inference for Stochastic Differential Equations
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 2022
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2021
Verlag: PMLR
Buchtitel: Proceedings of The 24th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics
Reihe: Proceedings of Machine Learning Research
Band einer Reihe: 130
Veranstaltungstitel: 24th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS) 2021
Veranstaltungsort: Virtual
Veranstaltungsdatum: 13.04.2021-15.04.2021
DOI: 10.26083/tuprints-00021512
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/21512
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

Existing deterministic variational inference approaches for diffusion processes use simple proposals and target the marginal density of the posterior. We construct the variational process as a controlled version of the prior process and approximate the posterior by a set of moment functions. In combination with moment closure, the smoothing problem is reduced to a deterministic optimal control problem. Exploiting the path-wise Fisher information, we propose an optimization procedure that corresponds to a natural gradient descent in the variational parameters. Our approach allows for richer variational approximations that extend to state-dependent diffusion terms. The classical Gaussian process approximation is recovered as a special case.

Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-215125
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Nachrichtentechnik > Bioinspirierte Kommunikationssysteme
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Nachrichtentechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Self-Organizing Systems Lab
Hinterlegungsdatum: 20 Jul 2022 13:36
Letzte Änderung: 26 Jul 2022 08:52
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