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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.-15.04.2021)
doi: 10.26083/tuprints-00021512
Konferenzveröffentlichung, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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
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.-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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