多视图高斯过程(Gaussian Process) - part 1

最近涉及到多视图的高斯过程,这里做个记录。本部分主要内容是如何将GP扩展到多视图。主要介绍来自论文《Multiview Variational Sparse Gaussian Processes》的“Base Multiview GP Model”。

标准的GP模型和VSGP(变分稀疏高斯过程)的图模型可以表示为如下形式:

论文《Deep Neural Networks as Gaussian Processes》也说明了GP过程和神经网络是有一定关联的。变分过程相当于在观测数据之外,又引入了一组诱导点总结后验过程以将GP过程扩展到对大数据集的应用上。
图中的f_\mathcal{X} \sim \mathcal{N}(\bf{m}_\mathcal{X}, \bf{K}_{\mathcal{X}\mathcal{X}})\bf{m}_\mathcal{X}是均值函数m计算的输出的向量,\bf{K}_{\mathcal{X}\mathcal{X}}是一个核矩阵,其元素{\bf{K}}_{ij}由核函数k(x_i,x_j)给出。
而对于VSGP而言,增加了诱导点\mathcal{Z}和对应其对应的潜在函数f_\mathcal{Z},图模型如(b)所示。由图可以看出,对于\mathcal{X}的预测除了可以依赖于输入本身之外,还受到\mathcal{Z}的影响。

Base multi-view VSGP model

该模型可以看做是单视图GP模型的集成。
对于多视图的每个视图而言,假设在x^v的条件下y的分布由GP模型给定。也就说,对于v视图的输入x^v,存在一个具有GP先验的潜在函数f^v。当使用GP模型建模多视图数据时,对每个视图使用一个潜在函数是很常见的。在这种情况下,对应的输出y通过某种似然p(y|f^v)f^v相关联。
给定视图v,GP模型有如下的定义:

对于多视图而言,共有V个GP模型,并且每个视图都可能有自己的核函数和似然。总体模型的超参数写成
其中,每个\theta^v包含核函数参数和似然参数。
因此,Base multi-view VSGP model如下所示:
仅仅是两个单视图VSGP的集成,中间没有产生任何的联系。
作者的思想是使用一个共享的均值,建立两个视图之间的关联性:

emmmm 思想能理解,但是。。推导看不懂 以后再填坑吧。。。


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