Deep Gaussian processes (DGPs) enable expressive hierarchical Bayesian modeling but pose substantial challenges for posterior inference, especially over inducing variables. Denoising diffusion variational inference (DDVI) addresses this by modeling the posterior as a time-reversed diffusion from a simple Gaussian prior. However, DDVI's fixed unconditional starting distribution remains far from the complex true posterior, resulting in inefficient inference trajectories and slow convergence. In this work, we propose Diffusion Bridge Variational Inference (DBVI), a principled extension of DDVI that initiates the reverse diffusion from a learnable, data-dependent initial distribution. This initialization is parameterized via an amortized neural network and progressively adapted using gradients from the ELBO objective, reducing the posterior gap and improving sample efficiency. To enable scalable amortization, we design the network to operate on the inducing inputs, which serve as structured, low-dimensional summaries of the dataset and naturally align with the inducing variables' shape. DBVI retains the mathematical elegance of DDVI, including Girsanov-based ELBOs and reverse-time SDEs,while reinterpreting the prior via a Doob-bridged diffusion process. We derive a tractable training objective under this formulation and implement DBVI for scalable inference in large-scale DGPs. Across regression, classification, and image reconstruction tasks, DBVI consistently outperforms DDVI and other variational baselines in predictive accuracy, convergence speed, and posterior quality.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Exploring Visual Relationship for Image Captioning
Arxiv
15+阅读 · 2018年9月19日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员