Efficient Monte Carlo Algorithms for Bayesian Inference
用于贝叶斯推理的高效蒙特卡罗算法
基本信息
- 批准号:1811920
- 负责人:
- 金额:$ 20万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-01 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Data sets arising from current applications of statistics and machine learning are of very large size and require large models for their analysis. Bayesian inference and global optimization are two powerful methods for learning from such data, but the large size of the data sets and the resulting computational difficulties greatly limit the applicability of these methods. The research in this project aims to increase computational efficiency of these methods, thereby substantially expanding their usefulness for the analysis of large data sets. The methods and algorithms from this research will be implemented on modern distributed computing platforms and made freely available for the scientific community. The results will have wide applications in statistics and machine learning.Specifically, the use of mini-batches in Markov Chain Monte Carlo (MCMC) will be investigated. MCMC is perhaps the most widely used computational approach for Bayesian statistical inference. Since each step in the simulation of the Markov chain requires the scanning of all the observations, for a large data set this computation is prohibitive. On the other hand, in the area of machine learning researchers have found that stochastic optimization techniques, which examine only a mini-batch of data points at a time, can deliver excellent performance. In this project, a framework for unifying mini-batch based MCMC and global optimization will be developed. It is showed that simulation from of a tempered version of the posterior distribution can be approximated by a MCMC process with Metropolis-Hasting updates that depend only on mini-batches. This approach will be combined with eqi-energy sampling to achieve a unified simulation and global optimization methodology. This framework will allow us to improve the performance of both MCMC methods and non-convex global optimization methods.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
当前统计学和机器学习应用产生的数据集非常大,需要大型模型进行分析。贝叶斯推理和全局优化是从此类数据中学习的两种强大方法,但数据集的大小和由此产生的计算困难极大地限制了这些方法的适用性。 该项目的研究旨在提高这些方法的计算效率,从而大大扩展其在大型数据集分析中的实用性。这项研究的方法和算法将在现代分布式计算平台上实现,并免费提供给科学界。研究结果将在统计学和机器学习中有广泛的应用,特别是在马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)中使用小批量。MCMC可能是贝叶斯统计推断中使用最广泛的计算方法。由于马尔可夫链模拟中的每一步都需要扫描所有的观察结果,因此对于大数据集来说,这种计算是禁止的。另一方面,在机器学习领域,研究人员发现,随机优化技术一次只检查一小批数据点,可以提供出色的性能。在这个项目中,将开发一个统一的小批量MCMC和全局优化的框架。它表明,模拟从一个回火版本的后验分布可以近似MCMC过程与Metropolis-Hasting更新,只依赖于小批量。这种方法将与均衡能量采样相结合,以实现统一的模拟和全局优化方法。该框架将使我们能够提高MCMC方法和非凸全局优化方法的性能。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An Equation for the Identification of Average Causal Effect in Nonlinear Models
非线性模型中平均因果效应识别方程
- DOI:10.5705/ss.202021.0191
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:1.4
- 作者:Wong, Wing Hung
- 通讯作者:Wong, Wing Hung
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Wing Hung Wong其他文献
Modeling combinatorial regulation from single-cell multi-omics provides regulatory units underpinning cell type landscape using cRegulon
- DOI:
10.1186/s13059-025-03680-w - 发表时间:
2025-07-24 - 期刊:
- 影响因子:9.400
- 作者:
Zhanying Feng;Xi Chen;Zhana Duren;Jingxue Xin;Hao Miao;Qiuyue Yuan;Yong Wang;Wing Hung Wong - 通讯作者:
Wing Hung Wong
Time course regulatory analysis based on paired expression and chromatin accessibility data
- DOI:
http://www.genome.org/cgi/doi/10.1101/gr.257063.119 - 发表时间:
2020 - 期刊:
- 影响因子:
- 作者:
Zhana Duren;Xi Chen;Jingxue Xin;Yong Wang;Wing Hung Wong - 通讯作者:
Wing Hung Wong
EpiGePT: a pretrained transformer-based language model for context-specific human epigenomics
- DOI:
10.1186/s13059-024-03449-7 - 发表时间:
2024-12-18 - 期刊:
- 影响因子:9.400
- 作者:
Zijing Gao;Qiao Liu;Wanwen Zeng;Rui Jiang;Wing Hung Wong - 通讯作者:
Wing Hung Wong
Simultaneous deep generative modelling and clustering of single-cell genomic data
单细胞基因组数据的同时深度生成建模与聚类
- DOI:
10.1038/s42256-021-00333-y - 发表时间:
2021-05-10 - 期刊:
- 影响因子:23.900
- 作者:
Qiao Liu;Shengquan Chen;Rui Jiang;Wing Hung Wong - 通讯作者:
Wing Hung Wong
Author Correction: Regulatory analysis of single cell multiome gene expression and chromatin accessibility data with scREG
- DOI:
10.1186/s13059-022-02786-9 - 发表时间:
2022-10-13 - 期刊:
- 影响因子:9.400
- 作者:
Zhana Duren;Fengge Chang;Fnu Naqing;Jingxue Xin;Qiao Liu;Wing Hung Wong - 通讯作者:
Wing Hung Wong
Wing Hung Wong的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Wing Hung Wong', 18)}}的其他基金
FRG: Collaborative Research: Generative Learning on Unstructured Data with Applications to Natural Language Processing and Hyperlink Prediction
FRG:协作研究:非结构化数据的生成学习及其在自然语言处理和超链接预测中的应用
- 批准号:
1952386 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Automatic Video Interpretation and Description
合作研究:自动视频解释和描述
- 批准号:
1721550 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Standard Grant
Statistical learning via multivariate density estimation
通过多元密度估计进行统计学习
- 批准号:
1407557 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Continuing Grant
EAGER: Algorithm-Hardware Co-Design for Multivariate Data Analysis
EAGER:用于多元数据分析的算法-硬件协同设计
- 批准号:
1330132 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Continuing Grant
Monte Carlo and reconfigurable computing in Bayesian inference
贝叶斯推理中的蒙特卡洛和可重构计算
- 批准号:
0906044 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Continuing Grant
Infrastructure for computing with massive datasets in modern statistics
现代统计中海量数据集的计算基础设施
- 批准号:
0821823 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Standard Grant
Evolutionary and energy-domain Monte Carlo algorithms and their applications
演化和能量域蒙特卡罗算法及其应用
- 批准号:
0505732 - 财政年份:2005
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Continuing Grant
Computational Inference, Monte Carlo, and Scientific Applications
计算推理、蒙特卡洛和科学应用
- 批准号:
0090166 - 财政年份:2001
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Continuing Grant
Protein Fold Modeling and Recognition From Multiple Structures
多种结构的蛋白质折叠建模和识别
- 批准号:
0196176 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
DDH头臼匹配性三维空间形态表征及PAO
手术髋臼重定向Monte Carlo随机最优控
制
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于鞘层Monte Carlo粒子仿真模型的非稳态真空弧等离子体羽流的内外流一体化数值模拟研究
- 批准号:12372297
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
复杂空间上具有特殊约束的Monte Carlo方法
- 批准号:12371269
- 批准年份:2023
- 资助金额:43.5 万元
- 项目类别:面上项目
基于格子Boltzmann和Monte Carlo方法的中子输运本构关系及低维控制方程研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
在大数据和复杂模型背景下探究更有效的Markov chain Monte Carlo算法
- 批准号:n/a
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于Monte Carlo模拟的铒基稀土高掺杂纳米材料上转换发光过程的机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
嵌段共聚物在软硬壁组成的受限空间中的诱导自组装行为的Monte Carlo 研究
- 批准号:21863010
- 批准年份:2018
- 资助金额:41.0 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
间接优化的高效Monte Carlo声传播研究
- 批准号:61772458
- 批准年份:2017
- 资助金额:16.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于Monte Carlo法强化管表面颗粒-析晶垢形成机理及预测模型研究
- 批准号:51606049
- 批准年份:2016
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
任意各向异性三维直流电阻率巷道超前探测的并行Monte Carlo方法研究
- 批准号:41674076
- 批准年份:2016
- 资助金额:70.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
CIF: Small: Theory and Algorithms for Efficient and Large-Scale Monte Carlo Tree Search
CIF:小型:高效大规模蒙特卡罗树搜索的理论和算法
- 批准号:
2327013 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Standard Grant
Efficient Monte Carlo Methods for Nonequilibrium Statistical Physics
非平衡统计物理的高效蒙特卡罗方法
- 批准号:
2012207 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Standard Grant
Design and analysis of efficient quasi-Monte Carlo sampling methods
高效准蒙特卡罗采样方法的设计与分析
- 批准号:
RGPIN-2015-04813 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Design and analysis of efficient quasi-Monte Carlo sampling methods
高效准蒙特卡罗采样方法的设计与分析
- 批准号:
RGPIN-2015-04813 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Efficient and Robust Light Transport Simulation with adaptive (Markov Chain) Monte Carlo Methods
使用自适应(马尔可夫链)蒙特卡罗方法进行高效且鲁棒的光传输模拟
- 批准号:
405788923 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Research Grants
Design and analysis of efficient quasi-Monte Carlo sampling methods
高效准蒙特卡罗采样方法的设计与分析
- 批准号:
RGPIN-2015-04813 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New and efficient approaches to Markov chain Monte Carlo sampling of gene genealogies conditional on observed genetic data
以观察到的遗传数据为条件的基因谱系马尔可夫链蒙特卡罗抽样的新且有效的方法
- 批准号:
222886-2013 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Design and analysis of efficient quasi-Monte Carlo sampling methods
高效准蒙特卡罗采样方法的设计与分析
- 批准号:
RGPIN-2015-04813 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New and efficient approaches to Markov chain Monte Carlo sampling of gene genealogies conditional on observed genetic data
以观察到的遗传数据为条件的基因谱系马尔可夫链蒙特卡罗抽样的新且有效的方法
- 批准号:
222886-2013 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New and efficient approaches to Markov chain Monte Carlo sampling of gene genealogies conditional on observed genetic data
以观察到的遗传数据为条件的基因谱系马尔可夫链蒙特卡罗抽样的新且有效的方法
- 批准号:
222886-2013 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 20万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual