کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6915560 1447401 2018 44 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Fast Bayesian experimental design: Laplace-based importance sampling for the expected information gain
ترجمه فارسی عنوان
طرح آزمایشی بیزی سریع: نمونه گیری اهمیت لاپلاس بر اساس اطلاعات مورد انتظار برای دریافت اطلاعات مورد انتظار
ترجمه چکیده
در محاسبه به دست آوردن اطلاعات مورد انتظار در طراحی آزمایشگاهی بیزی، محاسبه حلقه داخلی در مونت کارلو دو حلقه کلاسیک، تعداد زیادی از نمونه ها را به وجود می آورد و اگر تعداد نمونه ها کوچک باشد، از زیر جریان رنج می برد. این اشکالات را می توان با استفاده از رویکرد نمونه برداری اهمیت اجتناب کرد. ما یک روش محاسباتی کارآمد برای طراحی تجربی بیزی ایفا می کنیم که نمونه گیری اهمیت را بر اساس روش لاپلاس به حلقه درونی معرفی می کند. ما مقادیر بهینه برای پارامترهای متد را بدست می آوریم که در آن میانگین هزینه محاسبات برای تحمل خطا مشخص شده به حداقل می رسد. ما از سه مثال عددی برای نشان دادن کارایی محاسباتی روش ما در مقایسه با مونت کارلو دو حلقه کلاسیک و یک روش مونت کارلو یک تک حلقه استفاده می کنیم که از تقریب لاپلاس ارزش بازگشتی حلقه درونی استفاده می کند. اولین مثال تظاهرات یک مشکل اسکالر است که در پارامتر نامعین خطی است. مثال دوم یک مشکل اسکالر غیر خطی است. مثال سوم با قرار دادن سنسور مطلوب برای آزمایش امپدانس الگویی الکتریکی برای بهبود جهت گیری فیبر در کامپوزیت های لامینت انجام می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
In calculating expected information gain in optimal Bayesian experimental design, the computation of the inner loop in the classical double-loop Monte Carlo requires a large number of samples and suffers from underflow if the number of samples is small. These drawbacks can be avoided by using an importance sampling approach. We present a computationally efficient method for optimal Bayesian experimental design that introduces importance sampling based on the Laplace method to the inner loop. We derive the optimal values for the method parameters in which the average computational cost is minimized for a specified error tolerance. We use three numerical examples to demonstrate the computational efficiency of our method compared with the classical double-loop Monte Carlo, and a single-loop Monte Carlo method that uses the Laplace approximation of the return value of the inner loop. The first demonstration example is a scalar problem that is linear in the uncertain parameter. The second example is a nonlinear scalar problem. The third example deals with the optimal sensor placement for an electrical impedance tomography experiment to recover the fiber orientation in laminate composites.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering - Volume 334, 1 June 2018, Pages 523-553
نویسندگان
, , , , ,