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学习界定:用于 MPE 推理的单调、校准神经上界

Learning to Bound: Monotonic, Calibrated Neural Upper Bounds for MPE Inference

· 1天前

精选理由

以神经网络低成本生成单调、可校准的MPE上界,显著提升分支定界搜索效率。

AI 摘要

概率图模型(PGM)能够紧凑地编码结构化联合分布,但最可能解释(MPE)问题旨在为未观测变量找到概率最高的赋值,即使在大规模、结构稠密的模型中,仍然难以进行计算。任何时限系统搜索(如分支定界(B&B))是一种常用方法,但其效率取决于紧致且可采纳的上界;使用 Mini-Bucket Elimination(MBE)等经典方法计算这些上界的成本通常高得难以承受。我们提出 Learning to Bound(L2B),这是一个数据驱动框架,通过训练神经预测器来摊销上界计算成本。L2B 针对有效搜索界限所需的两个关键属性:一是可采纳性,该属性通过统计校准技术实现;二是随着证据累积而逐步收紧,该属性通过结构化架构约束实现,从而在设计上确保单调性。在具有挑战性的基准测试中,L2B 在每个 PGM 家族上都以低数个数量级的成本提供了更紧致且单调的界限;将其与分支定界结合应用于高树宽实例时,还能带来可量化的改进。

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