当前位置:首页 > 文章列表 > 科技周边 > 人工智能 > 变分推理方法

变分推理方法

来源:网易伏羲 2024-01-23 19:59:49 0浏览 收藏

大家好,今天本人给大家带来文章《变分推理方法》,文中内容主要涉及到,如果你对科技周边方面的知识点感兴趣,那就请各位朋友继续看下去吧~希望能真正帮到你们,谢谢!

变分推断

变分推断是一种用于近似计算复杂概率模型后验分布的概率推断方法。它通过将原问题转化为一个优化问题,降低计算复杂度。变分推断在机器学习、统计学、信息论等领域广泛应用。

为什么叫变分?

"变分"这个词源于函数论中的变分法,它是一种求解泛函极值的方法。变分推断中,我们通过最小化一个距离度量来找到一个近似后验分布,该度量被称为变分距离,因此这种推断方法被称为变分推断。

变分推断的基本思想是通过找到一个近似分布来尽可能地逼近真实后验分布。为此,我们引入了一个参数化的分布族q(z;\lambda),其中z是隐变量,\lambda是待求参数。我们的目标是找到一个分布q(z;\lambda),使得它与真实后验分布p(z|x)的差异最小。 为了度量分布q(z;\lambda)和p(z|x)之间的距离,我们使用变分距离,通常使用KL散度来度量。KL散度是一种衡量两个概率分布之间差异的度量方式。具体地,KL散度可以通过以下公式来计算: KL(q(z;\lambda) || p(z|x)) = \int q(z;\lambda) \log \frac{q(z;\lambda)}{p(z|x)} dz 通过最小化KL散度,我们可以找到使得分布q(z;\lambda)与真实后验分布p(z|x)的差异最小化的参数\lambda。这样,我们可以得到一个近似后验分布,从而进行后续的推断和预测任务。 总之,变分推断的基本思想是通过找到一个参数化的分布族来逼近真实后验分布,并使用KL散度来度量两个分布之间的差异。通过最小化KL散度,我们可以得到一个近似后验分布,从而进行后续的推断任务。

D_{KL}(q(z;\lambda)||p(z|x))=\int q(z;\lambda)\log\frac{q(z;\lambda)}{p(z|x)}dz

注意到KL散度是非负的,当且仅当q(z;\lambda)等于p(z|x)时,KL散度取到最小值0。因此,我们的目标可以转化为最小化KL散度,即:

\lambda^*=\arg\min_{\lambda}D_{KL}(q(z;\lambda)||p(z|x))

但是,由于KL散度是一个难以处理的复杂函数,我们无法直接最小化它。因此,我们需要采用一些近似方法来求解这个问题。

在变分推断中,我们采用一种称为变分下界的技巧来近似KL散度。具体地,我们首先将KL散度分解为:

D_{KL}(q(z;\lambda)||p(z|x))=E_{q(z;\lambda)}[\log q(z;\lambda)-\log p(z,x)]

然后,我们通过引入一个新的分布q(z|x),并利用Jensen不等式,得到了一个下界:

\log p(x)\ge E_{q(z|x)}[\log p(x,z)-\log q(z|x)]

其中,\log p(x)是数据的边缘概率,p(x,z)是联合概率分布,q(z|x)是近似后验分布。

这个下界被称为变分下界或ELBO(Evidence Lower Bound),可以通过最大化ELBO来优化近似后验分布的参数\lambda:

\lambda^*=\arg\max_{\lambda}E_{q(z|x;\lambda)}[\log p(x,z)-\log q(z|x;\lambda)]

注意到,这个优化问题可以通过梯度下降等优化算法求解。最终,我们得到的近似后验分布q(z|x)可以用于计算各种期望,例如预测、模型选择等。

总之,变分推断是一种基于最小化KL散度的概率推断方法,通过引入变分下界的技巧,利用优化算法来近似计算复杂概率模型的后验分布。

今天带大家了解了的相关知识,希望对你有所帮助;关于科技周边的技术知识我们会一点点深入介绍,欢迎大家关注golang学习网公众号,一起学习编程~

版本声明
本文转载于:网易伏羲 如有侵犯,请联系study_golang@163.com删除
什么是对偶学习的含义?什么是对偶学习的含义?
上一篇
什么是对偶学习的含义?
使用Transformer和CNN联合提升模型性能的策略
下一篇
使用Transformer和CNN联合提升模型性能的策略
查看更多
最新文章
查看更多
课程推荐
  • 前端进阶之JavaScript设计模式
    前端进阶之JavaScript设计模式
    设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
    542次学习
  • GO语言核心编程课程
    GO语言核心编程课程
    本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
    511次学习
  • 简单聊聊mysql8与网络通信
    简单聊聊mysql8与网络通信
    如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
    498次学习
  • JavaScript正则表达式基础与实战
    JavaScript正则表达式基础与实战
    在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
    487次学习
  • 从零制作响应式网站—Grid布局
    从零制作响应式网站—Grid布局
    本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
    484次学习
查看更多
AI推荐
  • 千音漫语:智能声音创作助手,AI配音、音视频翻译一站搞定!
    千音漫语
    千音漫语,北京熠声科技倾力打造的智能声音创作助手,提供AI配音、音视频翻译、语音识别、声音克隆等强大功能,助力有声书制作、视频创作、教育培训等领域,官网:https://qianyin123.com
    380次使用
  • MiniWork:智能高效AI工具平台,一站式工作学习效率解决方案
    MiniWork
    MiniWork是一款智能高效的AI工具平台,专为提升工作与学习效率而设计。整合文本处理、图像生成、营销策划及运营管理等多元AI工具,提供精准智能解决方案,让复杂工作简单高效。
    375次使用
  • NoCode (nocode.cn):零代码构建应用、网站、管理系统,降低开发门槛
    NoCode
    NoCode (nocode.cn)是领先的无代码开发平台,通过拖放、AI对话等简单操作,助您快速创建各类应用、网站与管理系统。无需编程知识,轻松实现个人生活、商业经营、企业管理多场景需求,大幅降低开发门槛,高效低成本。
    368次使用
  • 达医智影:阿里巴巴达摩院医疗AI影像早筛平台,CT一扫多筛癌症急慢病
    达医智影
    达医智影,阿里巴巴达摩院医疗AI创新力作。全球率先利用平扫CT实现“一扫多筛”,仅一次CT扫描即可高效识别多种癌症、急症及慢病,为疾病早期发现提供智能、精准的AI影像早筛解决方案。
    378次使用
  • 智慧芽Eureka:更懂技术创新的AI Agent平台,助力研发效率飞跃
    智慧芽Eureka
    智慧芽Eureka,专为技术创新打造的AI Agent平台。深度理解专利、研发、生物医药、材料、科创等复杂场景,通过专家级AI Agent精准执行任务,智能化工作流解放70%生产力,让您专注核心创新。
    396次使用
微信登录更方便
  • 密码登录
  • 注册账号
登录即同意 用户协议隐私政策
返回登录
  • 重置密码