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基于耦合度的高斯均值场归一化结构选择算法
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:《计算机研究与发展》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]天津大学计算机科学与技术学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60678049); 天津市应用基础研究计划基金项目(07JCYBJC14600)
中文摘要:

高斯Markov随机场是具有Markov性质、符合多元高斯分布的概率模型.高斯均值场是高斯Markov随机场模型上一种基本的变分推理方法,该方法通过引入基于变量簇分解的自由分布进行变分转换,计算出目标函数的下界.自由分布结构选择是变分推理的重要步骤,也是折中变分精度与计算复杂性的关键.提出了一个新的结构选择标准,并设计了一个结构选择算法.首先,在高斯Markov随机场上定义了耦合度和类耦合度概念来度量变量簇间的依赖关系,证明了高斯均值场的耦合度-精度定理,并进一步给出了类耦合度结构选择指标;然后,结合类耦合度指标和变量簇归一化技术,设计了一个高斯均值场结构选择算法;通过对比实验验证了算法的有效性.

英文摘要:

Gaussian Markov random field is a probabilistic model with multivariate Gaussian distribution and conditional independence assumptions. Gaussian mean field is a basic variational inference method on the Gaussian Markov random field, which computes the lower bound of the objective function through variational transformation with free distribution of the variables factorized into clusters. The structure selection of free distribution plays an important role in variational inference, and it is critical to the tradeoff between the variational accuracy and the computational complexity. This paper deals with the structure selection criterion and algorithm issues for the Gaussian mean field, and then provides a new structure selection criterion and an efficient structure selection algorithm. First, the concepts of coupling and quasi-coupling are proposed to measure the dependence among variable clusters of the Gaussian Markov random field model, and the coupling-accuracy theorem is proved for the Gaussian mean field, which provides the quasi-coupling as the new structure selection criterion. Then a normalized structure selection algorithm is designed based on the quasi-coupling criterion and the normalization technique for Gaussian mean field, which avoids unbalanced computational complexity among clusters through cluster normalization. Finally, numerical comparison experiments are presented to demonstrate the validity and efficiency of the normalized structure selection algorithm.

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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349