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Enregistrement W7133084412

Advances in Scalable Bayesian Inference: Gaussian Processes & Discrete Variable Models

2022· dissertation· W7133084412 sur OpenAlexafffund
Trefor W. Evans

Notice bibliographique

RevueTSpace · 2022
Typedissertation
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueGaussian Processes and Bayesian Inference
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesKenneth M. Molson FoundationUniversity of TorontoNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMolson Foundation
Mots-clésInferenceGaussian processApproximate inferenceKernel (algebra)Bayesian inferenceBayesian probabilityFiducial inferenceComputational complexity theory
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Gaussian processes (GPs) are exactly the models we would like to use for modern machine learning tasks; they are non-parametric models whose capacity naturally adapts to the quantity of training data, are highly interpretable, offer powerful opportunities to incorporate prior knowledge, and they deal with uncertainty due to lack of data in a rigorous manner through Bayesian inference. Unfortunately, the generic algorithm for GP training and inference scales with O(n^3) time and O(n^2) storage on a problem with n training observations. Given present-day computational resources, this scaling makes GPs struggle to scale beyond modestly sized datasets. This thesis explores approaches to scale Gaussian process training and inference to large datasets without sacrificing the benefits of these models. Specifically, we present theoretical analyses alongside algorithmic advances in GP modelling and inference for regression and classification problems. First, we consider GP inference on a problem structure present in many spatiotemporal problems and develop several algorithms that dramatically reduce the complexity of exact GP inference using Kronecker matrix algebra. We then discuss a novel GP approximation by showing how a highly accurate Nyström approximation of kernel eigenfunction can use as many as 10^33 inducing points with little computational expense. We subsequently consider a highly general class of GP covariance kernels and show that the GP marginal likelihood can be computed with a complexity that is independent of the number of training observations and as low as linear in the number of kernel basis functions. We then consider a variational inference approximation to the GP posterior that exploits a stochastic training strategy whose per iteration complexity is independent of both the number of training examples and the number of kernel basis functions. We show that this unique approach enables the use of high-capacity GP models on large datasets for regression and classification. Finally, we consider a discrete relaxation of continuous priors that enables fast inferencing on devices with limited computing resources. We develop a novel variational inference procedure that exploits Kronecker matrix algebra to compute the variational bound exactly and with a complexity that is independent of the dataset size.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,006
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,026
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,030

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0060,026
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,002
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0030,005
Science ouverte0,0040,004
Intégrité de la recherche0,0020,006
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,332
Écart entre enseignants0,312 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
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Résumé présentoui

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