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模型指定错误反问题的广义贝叶斯方法。 (英语) Zbl 07749154号

摘要:我们提出了一个获得基于PDE的逆问题概率解的一般框架。贝叶斯方法对不确定性量化很有吸引力,但它假定似然模型或数据生成过程的知识。在数据生成过程的规范不明显的许多反问题中,很难证明这种假设的合理性。我们采用吉布斯后验框架,直接在参数的概率分布空间上提出正则化变分问题。我们提出了一种新的模型比较框架,该框架基于“预测性能”评估给定损失的最佳性。我们提供交叉验证程序来校准变分目标的正则化参数,并比较多个损失函数。还给出了吉布斯后验的一些新的理论性质。我们通过一个模拟示例说明了我们的框架的实用性,该示例是由用于描述超声振动测量中动脉血管的基于色散的波模型激发的。
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参考文献:

[1] Banks,H.T。;Catenacci,J。;Hu,S.,非参数模型中概率测度估计的渐近性质,SIAM/ASA J.不确定性。量化,3417-33(2015)·Zbl 1329.62159号 ·数字对象标识代码:10.1137/140972639
[2] Banks,H.T。;汤普森,W.C.,概率测度非参数估计在prohorov度量框架中的存在性和一致性,国际期刊Pure Appl。数学。,103, 819-43 (2015) ·doi:10.12732/ijpam.v103i4.15
[3] Barmherzig,D.A。;Sun,J.,《通过最大似然估计实现实用全息相干衍射成像》,光学版。快递,30,6886-906(2022)·doi:10.1364/OE.445015
[4] 伯纳尔,M。;内纳迪奇,I。;Urban,M.W。;Greenleaf,J.F.,使用超声波辐射力和传播模式分析对管道和动脉进行材料性能评估,J.Acoust。《美国社会》,1291344-54(2011)·数字对象标识代码:10.1121/1.3533735
[5] 伯纳多,J.M。;Smith,A.F M.,贝叶斯理论(2009),Wiley
[6] Beskos,A。;Jasra,A。;Muzaffer,E.A。;Stuart,A.M.,贝叶斯椭圆反问题的序贯蒙特卡罗方法,统计计算。,25, 727-37 (2015) ·兹比尔1331.65012 ·doi:10.1007/s11222-015-9556-7
[7] Bhattacharya,A。;帕蒂,D。;Yang,Y.,Bayesian分数后验概率,Ann.Stat.,47,39-66(2019)·Zbl 1473.62116号 ·doi:10.1214/18-AOS1712
[8] Bissiri,P.G。;C.C.福尔摩斯。;Walker,S.G.,更新信念分布的一般框架,J.R.Stat.Soc.B,78,1103-30(2016)·Zbl 1414.62039号 ·doi:10.1111/rssb.12158
[9] Borggaard,J。;Van Wyk,H-W,椭圆偏微分方程不确定参数的基于梯度的估计,反问题,31(2015)·Zbl 1321.35028号 ·doi:10.1088/0266-5611/31/6/065008
[10] 布雷塔尼勒,J。;Huber,C.,《密度估计:风险极小极大》,Z.Wahrscheinlichkeits理论。Verwandte Geb.公司。,47, 119-37 (1979) ·Zbl 0413.62024号 ·doi:10.1007/BF00535278
[11] 卡普里奥蒂,M。;罗伊·T。;Hugenberg,N.R。;哈里根,H。;Lee,H-C;阿基诺,W。;M.古达蒂。;格林利夫,J.F。;Urban,M.W.,《声辐射力波束形状和位置对动脉色散超声测振波谱含量的影响》,Phys。医学生物学。,67 (2022) ·doi:10.1088/1361-6560/ac75a7
[12] 卡斯蒂略,I。;Nickl,R.,高斯白噪声中的非参数Bernstein-von Mises定理,《Ann.Stat.》,411999-228(2013)·Zbl 1285.62052号 ·doi:10.1214/13-AOS1133
[13] 卡斯蒂略,I。;Nickl,R.,《关于非参数贝叶斯程序的Bernstein-von Mises现象》,《Ann.Stat.》,第42期,1941-69页(2014年)·Zbl 1305.62190号 ·doi:10.1214/14-AOS1246
[14] Chatterjee,S。;Diaconis,P.,重要抽样所需的样本量,Ann.Appl。概率。,1099-135(2018年)·Zbl 1391.65008号 ·doi:10.1214/17-AAP1326
[15] 肖邦,N。;Papaspiliopoulos,O.,《序贯蒙特卡罗简介》(2020),施普林格出版社·Zbl 1453.62005年
[16] 科特,S.L。;Dashti,M。;罗宾逊,J.C。;Stuart,A.M.,函数和应用的贝叶斯反问题,反问题,25(2009)·兹比尔1228.35269 ·doi:10.1088/0266-5611/25/11/115008
[17] 科特,S.L。;Roberts,G.O。;Stuart,A.M。;White,D.,函数的MCMC方法:修改旧算法使其更快,Stat.Sci。,28, 424-46 (2013) ·Zbl 1331.62132号 ·doi:10.1214/13-STS421
[18] 邓洛普,M.M。;Yang,Y.,Bayesian全波形反演Wasserstein损失的Gibbs后验稳定性,SIAM/ASA J.不确定性。量化,91499-526(2021)·Zbl 1473.62018年 ·doi:10.1137/20M1334218
[19] 弗兰克,I.M。;Koutsourelakis,P.S.,《非线性反问题的稀疏变分贝叶斯近似:在非线性弹性成像中的应用》,计算。方法应用。机械。工程,299215-44(2016)·Zbl 1425.65132号 ·doi:10.1016/j.cma.2015.10.15
[20] Gelman,A。;Carlin,J.B。;斯特恩,H.S。;邓森,D.B。;Vehtari,A。;Rubin,D.B.,贝叶斯数据分析(2013),查普曼和霍尔/CRC
[21] Ghosal,S。;van der Vaart,A.W.,《非参数贝叶斯推断基础》(2017),剑桥大学出版社·Zbl 1376.62004号
[22] Gibbs,A.L。;Su,F.E.,《关于选择和限定概率指标》,《国际统计评论》,第70期,第419-35页(2002年)·Zbl 1217.62014年 ·doi:10.1111/j.1751-5823.002.tb00178.x
[23] Golub,G.H。;希思,M。;Wahba,G.,《广义交叉验证作为选择良好岭参数的方法》,《技术计量学》,第21期,第215-23页(1979年)·Zbl 0461.62059号 ·doi:10.1080/00401706.1979.10489751
[24] Grünwald,P.D。;Langford,J.,贝叶斯和MDL在误指定分类中的次优行为,马赫。学习。,66, 119-49 (2007) ·Zbl 1470.62084号 ·doi:10.1007/s10994-007-0716-7
[25] Grünwald,P.D。;Mehta,N.A.,《一般无界损失函数的快速率:从ERM到广义Bayes》,J.Mach。学习。决议,21,1-80(2020年)·Zbl 1498.68238号
[26] Grünwald,P.D。;van Ommen,T.,错误指定线性模型的贝叶斯推理不一致性及其修复建议,贝叶斯分析。,1069-103年12月(2017年)·Zbl 1384.62088号 ·doi:10.1214/17-BA1085
[27] Hansen,P.C.,《离散逆问题:洞察力和算法》,第7卷(2010年),SIAM·兹比尔1197.65054
[28] 哈斯蒂,T。;Tibshirani,R。;Friedman,J.H.,《统计学习的要素》(2009),斯普林格出版社·兹比尔1273.62005
[29] Hugenberg,N.R。;罗伊·T。;哈里根,H。;卡普里奥蒂,M。;李,H-K;M.古达蒂。;格林利夫,J.F。;Urban,M.W。;Aquino,W.,《通过控制硅胶和模型中超声扰动的动脉响应,提高动脉剪切波弹性成像的准确性》,Phys。医学生物学。,66 (2021) ·doi:10.1088/1361-6560/ac38fe
[30] Jasra,A。;斯蒂芬斯(D.Stephens)。;Doucet,A.A。;Tsagaris,T.,《通过序贯蒙特卡罗对勒维驱动随机波动率模型的推断》,Scand。J.Stat.,38,1-22(2011)·Zbl 1246.91149号 ·数字对象标识代码:10.1111/j.1467-9469.2010.00723.x
[31] 蒋伟(Jiang,W.)。;Tanner,M.A.,Gibbs posterinal for variable selection in high dimension classification and data mining,Ann.Stat.,36,2207-31(2008)·Zbl 1274.62227号 ·doi:10.1214/07-AOS547
[32] 凯皮奥,J。;Somersalo,E.,统计和计算反问题(2005),Springer·Zbl 1068.65022号
[33] 坎塔斯,N。;Beskos,A。;Jasra,A.,高维逆问题的序贯蒙特卡罗方法:Navier-Stokes方程的案例研究,SIAM/ASA J.不确定性。量化,2464-89(2014)·Zbl 1308.65010号 ·doi:10.1137/130930364
[34] Kleijn,B.J K。;van der Vaart,A.W.,错误指定下的Bernstein-von-Mises定理,电子。J.Stat.,6354-81(2012)·Zbl 1274.62203号 ·doi:10.1214/12-EJS675
[35] Knapik,B.T。;范德法特,A.W。;van Zanten,J.H.,带高斯先验的贝叶斯反问题,《Ann.Stat.》,39,2626-57(2011)·Zbl 1232.62079号 ·doi:10.1214/11-AOS920
[36] Koutsourelakis,P.S.,高维随机设计问题的变异贝叶斯策略,J.Compute。物理。,308, 124-52 (2016) ·Zbl 1351.62073号 ·doi:10.1016/j.jp.2015.12.031
[37] Lyne,A-M;Girolma,M。;阿查德,Y。;斯特拉赫曼,H。;Simpson,D.,《关于具有双重棘手可能性的贝叶斯推断的俄罗斯轮盘赌估计》,Stat.Sci。,30, 443-67 (2015) ·Zbl 1426.62092号 ·doi:10.1214/15-STS523
[38] 马丁·R。;Mess,R.公司。;Walker,S.G.,稀疏高维线性模型中的经验贝叶斯后验浓度,Bernoulli,231822-47(2017)·Zbl 1450.62085号 ·doi:10.3150/15-BEJ797
[39] 米勒,J.W。;邓森,D.B.,《通过粗化进行稳健贝叶斯推断》,美国统计协会,1141113-25(2019)·Zbl 1428.62287号 ·doi:10.1080/01621459.2018.1469995
[40] Nair,M.T.,《关于非线性不定方程的Morozov差分原理》,Bull。澳大利亚。数学。《社会学杂志》,79,337-42(2009)·Zbl 1180.65070号 ·网址:10.1017/S0004972708001342
[41] Narayanan,V.A B。;Zabaras,N.,《使用光谱方法的随机逆热传导》,国际期刊数值。方法工程,60,1569-93(2004)·邮编1098.80008 ·doi:10.1002/nme1015
[42] 奥瓦迪,H。;Scovel,C.,贝叶斯推理中的定性稳健性,ESAIM:Probab。Stat.,21,251-74(2017)·Zbl 1395.62059号 ·doi:10.1051/ps/2017014
[43] 奥瓦迪,H。;Scovel,C。;Sullivan,T.,连续世界中有限信息下贝叶斯推理的脆性,电子。《美国法律总汇》,9,1-79(2015)·Zbl 1305.62123号 ·doi:10.1214/15-EJS989
[44] 罗伊·T。;Guddati,M.N.,不可压缩波导的剪切波色散分析,J.Acoust。《美国社会》,149972-82(2021)·数字对象标识代码:10.1121/10.0003430
[45] 罗伊·T。;厄本,M。;Xu,Y。;格林利夫,J。;Guddati,M.N.,《动脉僵硬度的多模导波反演:模型的方法和验证》,Phys。医学生物学。,66 (2021) ·doi:10.1088/1361-6560/ac01b7
[46] Schwartz,L.,《关于贝叶斯程序》,Z.Wahrscheinlichkeits理论。Verwandte Geb.公司。,4, 10-26 (1965) ·Zbl 0158.17606号 ·doi:10.1007/BF00535479
[47] 席尔瓦,L。;Zanella,G.,《高维贝叶斯模型的稳健遗漏交叉验证》(2022)
[48] Stuart,A.M.,《逆向问题:贝叶斯观点》,《数值学报》。,19, 451-559 (2010) ·Zbl 1242.65142号 ·doi:10.1017/S0962492910000061
[49] 糖浆,N。;Martin,R.,校准一般后部可信区域,Biometrika,106,479-86(2019)·Zbl 1454.62105号 ·doi:10.1093/biomet/asy054
[50] 糖浆,N。;Martin,R.,Gibbs亚指数型损失下的后验浓度率,Bernoulli,291080-108(2023)·Zbl 07666811号 ·doi:10.3150/22-BEJ1491
[51] Tikhonov,A.N。;Arsenin,V.Y.,《病态问题的解决方案》(1977),温斯顿父子公司·Zbl 0354.65028号
[52] Vehtari,A。;Gelman,A。;Gabry,J.,《使用离开交叉验证和WAIC进行实用贝叶斯模型评估》,统计计算。,27, 1413-32 (2017) ·Zbl 1505.62408号 ·doi:10.1007/s11222-016-9696-4
[53] 华纳,J.E。;阿基诺,W。;Grigoriu,M.D.,不确定性逆问题的随机降阶模型,计算。方法应用。机械。工程,285488-514(2015)·兹比尔1425.65068 ·doi:10.1016/j.cma.2014.11.021
[54] 曾勇。;Wang,H。;张,S。;蔡,Y。;Li,E.,一种用于逆热传导问题的新型自适应近似贝叶斯计算方法,《国际传热传质杂志》,134185-97(2019)·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.01.002
[55] 邹,Z。;穆克吉,S。;安提尔,H。;Aquino,W.,反问题吉布斯后验的自适应粒子近似(2019)
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