กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

การเปรียบเทียบซอฟต์แวร์กระบวนการเกาส์เซียน

นี่คือการเปรียบเทียบซอฟต์แวร์วิเคราะห์ทางสถิติที่อนุญาตให้ทำการอนุมานด้วยกระบวนการเกาส์เซียนซึ่งมักใช้การประมาณค่า

การเปรียบเทียบซอฟต์แวร์กระบวนการเกาส์เซียน

นี่คือการเปรียบเทียบซอฟต์แวร์วิเคราะห์ทางสถิติที่อนุญาตให้ทำการอนุมานด้วยกระบวนการเกาส์เซียนซึ่งมักใช้การประมาณค่า

บทความนี้เขียนขึ้นจากมุมมองของสถิติแบบเบย์ซึ่งอาจใช้ศัพท์เฉพาะที่แตกต่างจากที่ใช้กันทั่วไปในวิธีการครีจิงส่วนถัดไปจะอธิบายความหมายทางคณิตศาสตร์/การคำนวณของข้อมูลที่ให้ไว้ในตารางโดยไม่คำนึงถึงบริบทของศัพท์เฉพาะ

คำอธิบายคอลัมน์

ส่วนนี้จะอธิบายความหมายของคอลัมน์ต่างๆ ในตารางด้านล่างโดยละเอียด

ผู้แก้ปัญหา

คอลัมน์เหล่านี้กล่าวถึงอัลกอริธึมที่ใช้ในการแก้ระบบสมการเชิงเส้นที่กำหนดโดยเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมก่อนหน้า กล่าว คือ เมทริกซ์ที่สร้างขึ้นโดยการประเมินเคอร์เนล

  • แม่นยำ : มีการนำอัลกอริทึมที่แม่นยำ ทั่วไปมา ใช้หรือไม่ อัลกอริทึมเหล่านี้มักเหมาะสมเฉพาะกับข้อมูลที่มีเพียงไม่กี่พันจุดเท่านั้น
  • เฉพาะทาง : มี การนำอัลกอริทึม ที่แม่นยำและ เฉพาะทาง สำหรับปัญหาเฉพาะกลุ่มมาใช้หรือไม่ อัลกอริทึมเฉพาะทางที่รองรับอาจระบุได้ดังนี้:
    • Kronecker : อัลกอริทึมสำหรับเคอร์เนลที่แยกได้บนข้อมูลกริด[ 1 ]
    • Toeplitz : อัลกอริทึมสำหรับเคอร์เนลคงที่บนข้อมูลที่มีระยะห่างสม่ำเสมอ[ 2 ]
    • Semisep. : อัลกอริทึมสำหรับเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมแบบแยกส่วนได้[ 3 ]
    • เมทริก ซ์ความ แปรปรวนร่วมแบบเบาบาง : อัลกอริทึมที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมแบบเบาบาง
    • Block : อัลกอริทึมที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมแนวทแยงแบบบล็อก
    • Markov : อัลกอริทึมสำหรับเคอร์เนลซึ่งแสดง (หรือสามารถกำหนดเป็น) กระบวนการ Markov ได้[ 4 ]
  • โดยประมาณ : ระบุว่า มีการใช้งานอัลกอริธึมประมาณค่า แบบทั่วไปหรือแบบเฉพาะทางหรือไม่ อัลกอริธึมประมาณค่าที่รองรับอาจระบุได้ดังนี้:
    • Sparse : อัลกอริทึมที่ใช้การเลือกชุดของ "จุดเหนี่ยวนำ" ในพื้นที่อินพุต[ 5 ]หรือโดยทั่วไปแล้วกำหนดโครงสร้างแบบเบาบางให้กับเมทริกซ์ผกผันของเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วม
    • แบบลำดับชั้น : อัลกอริทึมที่ประมาณเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมด้วย เมทริก ซ์แบบลำดับชั้น[ 6 ]

ป้อนข้อมูล

คอลัมน์เหล่านี้เกี่ยวกับจุดที่ใช้ในการประเมินกระบวนการเกาส์เซียน กล่าวคือถ้ากระบวนการนั้นเป็นจริง

เอาต์พุต

คอลัมน์เหล่านี้แสดงถึงค่าที่ได้จากกระบวนการ และความเชื่อมโยงของค่าเหล่านั้นกับข้อมูลที่ใช้ในการปรับให้เหมาะสม

  • ความน่าจะเป็น : รองรับความน่าจะเป็น แบบไม่ เป็นแบบเกาส์เซียน โดยพลการหรือไม่
  • ข้อผิดพลาด : รองรับข้อผิดพลาดที่ไม่สม่ำเสมอและมีความสัมพันธ์กันโดยพลการบนจุดข้อมูลสำหรับฟังก์ชันความน่าจะเป็นแบบเกาส์เซียนหรือไม่ สามารถจัดการข้อผิดพลาดได้ด้วยตนเองโดยการเพิ่มส่วนประกอบเคอร์เนล คอลัมน์นี้กล่าวถึงความเป็นไปได้ในการจัดการข้อผิดพลาดแยกต่างหาก การรองรับข้อผิดพลาดบางส่วนอาจระบุได้ดังนี้:
    • iid : ข้อมูลทุกจุดต้องเป็นอิสระต่อกันและมีการกระจายตัวเหมือนกัน
    • ไม่มีความสัมพันธ์กัน : จุดข้อมูลต้องเป็นอิสระต่อกัน แต่สามารถมีการกระจายตัวที่แตกต่างกันได้
    • สภาวะคงที่ : จุดข้อมูลอาจมีความสัมพันธ์กัน แต่เมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมต้องเป็นเมทริกซ์โทปลิตซ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งหมายความว่าความแปรปรวนต้องกระจายอย่างสม่ำเสมอ

ไฮเปอร์พารามิเตอร์

คอลัมน์เหล่านี้เกี่ยวกับการค้นหาค่าของตัวแปรที่ปรากฏอยู่ในคำจำกัดความของปัญหาเฉพาะนั้น แต่ไม่สามารถอนุมานได้จากการปรับให้เข้ากับกระบวนการเกาส์เซียน ตัวอย่างเช่น พารามิเตอร์ในสูตรของเคอร์เนล

หากทั้งช่อง "Prior" และ "Posterior" มีค่าเป็น "Manually" ซอฟต์แวร์จะแสดงส่วนต่อประสานสำหรับการคำนวณความน่าจะเป็นแบบมาร์จินัลและเกรเดียนต์ของมันเทียบกับไฮเปอร์พารามิเตอร์ ซึ่งสามารถป้อนเข้าสู่อัลกอริธึมการปรับให้เหมาะสม/การสุ่มตัวอย่าง เช่นการลดเกรเดียนต์หรือMarkov chain Monte Carloได้

การแปลงเชิงเส้น

คอลัมน์เหล่านี้กล่าวถึงความเป็นไปได้ในการปรับจุดข้อมูลให้เข้ากับกระบวนการและกับการแปลงเชิงเส้นของกระบวนการนั้นพร้อมกัน

  • อนุพันธ์ : พิจารณาว่าสามารถหาอนุพันธ์ได้มากน้อยเพียงใด จนถึงจำนวนสูงสุดที่อนุญาตโดยความเรียบของเคอร์เนล สำหรับเคอร์เนลที่หาอนุพันธ์ได้ทุกชนิด ตัวอย่างข้อกำหนดบางส่วนอาจเป็นการหาอนุพันธ์ได้สูงสุด หรือการใช้งานได้เฉพาะกับบางเคอร์เนลเท่านั้น อินทิกรัลสามารถหาได้โดยอ้อมจากอนุพันธ์
  • จำกัด : อนุญาตให้มีการแปลงเชิงเส้นแบบจำกัดโดยพลการกับจุดข้อมูลที่ระบุ หรือไม่
  • ผลรวม : เป็นไปได้หรือไม่ที่จะรวมเคอร์เนลต่างๆ เข้าด้วยกันและเข้าถึงกระบวนการที่สอดคล้องกับตัวบวกแต่ละตัวแยกกัน นี่เป็นกรณีพิเศษของการแปลงเชิงเส้นแบบจำกัด แต่ถูกระบุแยกต่างหากเนื่องจากเป็นคุณลักษณะทั่วไป

ตารางเปรียบเทียบ

ชื่อ ใบอนุญาตภาษาผู้แก้ปัญหา ป้อนข้อมูล เอาต์พุต ไฮเปอร์พารามิเตอร์การแปลงเชิงเส้นชื่อ
ที่แน่นอน
เฉพาะทาง
โดยประมาณ
เอ็นดี
ไม่จริง
ความน่าจะเป็น ข้อผิดพลาด ก่อน ด้านหลัง
อนุพันธ์
จำกัด ผลรวม
ไพเอ็มซีอะปาเช่ไพธอนใช่ โครเนกเกอร์ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ ใดๆ สัมพันธ์กัน ใช่ ใช่ เลขที่ ใช่ ใช่ ไพเอ็มซี
สแตนบีเอสดี , จีพีแอลกำหนดเอง ใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ ใดๆ สัมพันธ์กัน ใช่ ใช่ เลขที่ ใช่ ใช่ สแตน
scikit-learnบีเอสดีไพธอนใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี ใช่ เบอร์นูลลี ไม่มีความสัมพันธ์กัน ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ scikit-learn
เอฟบีเอ็ม[ 7 ]ฟรี ซีใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เบอร์นูลลี, ปัวซง ไม่มีความสัมพันธ์กัน คงที่ มากมาย ใช่ เลขที่ เลขที่ ใช่ เอฟบีเอ็ม
GPML [ 8 ] [ 7 ]บีเอสดีMATLABใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ มากมาย iid ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ จีพีเอ็มแอล
GPstuff [ 7 ]จีเอ็นยู จีพีแอลMATLAB , Rใช่ มาร์คอฟ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ มากมาย สัมพันธ์กัน มากมาย ใช่ RBF แรก เลขที่ ใช่ GPstuff
GPy [ 9 ]บีเอสดีไพธอนใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ มากมาย ไม่มีความสัมพันธ์กัน ใช่ ใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ จีพีวาย
GPflow [ 9 ]อะปาเช่ไพธอนใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ มากมาย ไม่มีความสัมพันธ์กัน ใช่ ใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ จีพีโฟลว์
GPyTorch [ 10 ]เอ็มไอทีไพธอนใช่ โทปลิตซ์, โครเนกเกอร์ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ มากมาย ไม่มีความสัมพันธ์กัน ใช่ ใช่ RBF แรก ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง จีพีไอทอร์ช
GPvecchia [ 11 ]จีเอ็นยู จีพีแอลอาร์ใช่ เลขที่ กระจัดกระจาย เป็นลำดับชั้น เอ็นดี เลขที่ ตระกูลเลขชี้กำลัง ไม่มีความสัมพันธ์กัน เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ จีพีเวคเคีย
pyGPs [ 12 ]บีเอสดีไพธอนใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี กราฟ, ทำด้วยมือ เบอร์นูลลี iid ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ pyGPs
gptk [ 13 ]บีเอสดีอาร์ใช่ ปิดกั้น? เบาบาง เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน เลขที่ ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ จีพีทีเค
เซเลอไรต์[ 3 ]เอ็มไอทีPython , Julia , C++เลขที่ เซมิเซป. []เลขที่ 1D เลขที่ เกาส์เซียน ไม่มีความสัมพันธ์กัน ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ เซเลอไรต์
จอร์จ[ 6 ]เอ็มไอทีPython , C++ใช่ เลขที่ ลำดับชั้น เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน ไม่มีความสัมพันธ์กัน ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ ด้วยตนเอง จอร์จ
เส้นสัมผัสประสาท[ 14 ] [ b ]อะปาเช่ไพธอนใช่ บล็อก, โครเนกเกอร์ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เส้นสัมผัสประสาท
DiceKriging [ 15 ]จีเอ็นยู จีพีแอลอาร์ใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่? เกาส์เซียน ไม่มีความสัมพันธ์กัน SCAD RBF แผนที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ไดซ์ครีกิง
OpenTURNS [ 16 ]จีเอ็นยูแอลจีพีแอลPython , C++ใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน ไม่มีความสัมพันธ์กัน ทำด้วยมือ (ไม่มีเกรด) แผนที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เปิดเทิร์น
UQLab [ 17 ]กรรมสิทธิ์MATLABใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน สัมพันธ์กัน เลขที่ แผนที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ยูคิวแล็บ
ooDACE [ 18 ]กรรมสิทธิ์MATLABใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน สัมพันธ์กัน เลขที่ แผนที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ooDACE
เต้นรำกรรมสิทธิ์MATLABใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน เลขที่ เลขที่ แผนที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เต้นรำ
GpGpเอ็มไอทีอาร์เลขที่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน iid ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ GpGp
ซูเปอร์เกาส์จีเอ็นยู จีพีแอลอาร์ซี++เลขที่ โทปลิตซ์[]เลขที่ 1D เลขที่ เกาส์เซียน เลขที่ ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ เลขที่ ซูเปอร์เกาส์
สตคจีเอ็นยู จีพีแอลMATLABใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน ไม่มีความสัมพันธ์กัน ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ ด้วยตนเอง สตค
GSToolsจีเอ็นยูแอลจีพีแอลไพธอนใช่ เลขที่ เลขที่ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน ใช่ ใช่ ใช่ ใช่ เลขที่ เลขที่ GSTools
ไพครีจบีเอสดีไพธอนใช่ เลขที่ เลขที่ 2 มิติ, 3 มิติ เลขที่ เกาส์เซียน iid เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ ไพครีจ
จีพีอาร์อะปาเช่ซี++ใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน iid บางส่วนทำด้วยมือ ด้วยตนเอง อันดับแรก เลขที่ เลขที่ จีพีอาร์
เซเลอไรต์2เอ็มไอทีไพธอนเลขที่ เซมิเซป. []เลขที่ 1D เลขที่ เกาส์เซียน ไม่มีความสัมพันธ์กัน ด้วยตนเอง[ d ]ด้วยตนเอง เลขที่ เลขที่ ใช่ เซเลอไรต์2
SMT [ 19 ] [ 20 ]บีเอสดีไพธอนใช่ เลขที่ กระจัดกระจาย, PODI [ e ]อื่นๆ เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน iid บาง บาง อันดับแรก เลขที่ เลขที่ เอสเอ็มที
จีพีแจ็กซ์อะปาเช่ไพธอนใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี กราฟ เบอร์นูลลี เลขที่ ใช่ ใช่ เลขที่ เลขที่ เลขที่ จีพีแจ็กซ์
สเตโนเอ็มไอทีไพธอนใช่ อันดับต่ำ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน iid ด้วยตนเอง ด้วยตนเอง โดยประมาณ เลขที่ ใช่ สเตโน
อีโกบ็อกซ์-จีพี[ 22 ]อะปาเช่สนิมใช่ เลขที่ เบาบาง เอ็นดี เลขที่ เกาส์เซียน iid เลขที่ แผนที่ อันดับแรก เลขที่ เลขที่ อีโก้บ็อกซ์-จีพี
ชื่อ ใบอนุญาตภาษาที่แน่นอน
เฉพาะทาง
โดยประมาณ
เอ็นดี
ไม่จริง
ความน่าจะเป็น ข้อผิดพลาด ก่อน ด้านหลัง
อนุพันธ์
จำกัด ผลรวม ชื่อ
ผู้แก้ปัญหา ป้อนข้อมูล เอาต์พุต ไฮเปอร์พารามิเตอร์ การแปลงเชิงเส้น

หมายเหตุ

  1. ^ a b celerite ใช้เพียงพีชคณิตย่อยเฉพาะของเคอร์เนลซึ่งสามารถแก้ไขได้ใน[ 3 ]
  2. ^ neural-tangents เป็นแพ็กเกจเฉพาะสำหรับเครือข่ายประสาทเทียมที่มีความกว้างไม่จำกัด
  3. ^ SuperGauss ใช้ตัวแก้สมการ Toeplitz ที่เร็วมาก ด้วยความซับซ้อนในการคำนวณ.
  4. ^ celerite2 มีอินเทอร์เฟซ PyMC3
  5. ^ PODI (Proper Orthogonal Decomposition + Interpolation) เป็นการประมาณค่าสำหรับการถดถอยแบบหลายเอาต์พุตที่มีมิติสูง ฟังก์ชันการถดถอยมีมิติต่ำกว่าผลลัพธ์ และพื้นที่ย่อยจะถูกเลือกด้วย PCA ของข้อมูล (ผลลัพธ์ ตัวแปรตาม) แต่ละองค์ประกอบหลักจะถูกสร้างแบบจำลองด้วยกระบวนการเกาส์เซียนอิสระแบบก่อนหน้า [ 21 ]
  • [1]เว็บไซต์ที่เผยแพร่หนังสือGaussian processes for machine learning ของ C. E. Rasmussen มีรายการซอฟต์แวร์ (บางส่วนล้าสมัย)
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Comparison_of_Gaussian_process_software&oldid=1346718081 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การเปรียบเทียบซอฟต์แวร์กระบวนการเกาส์เซียน

นี่คือการเปรียบเทียบซอฟต์แวร์วิเคราะห์ทางสถิติที่อนุญาตให้ทำการอนุมานด้วยกระบวนการเกาส์เซียนซึ่งมักใช้การประมาณค่า

คำอธิบายคอลัมน์

ส่วนนี้จะอธิบายความหมายของคอลัมน์ต่างๆ ในตารางด้านล่างโดยละเอียด

ผู้แก้ปัญหา

คอลัมน์เหล่านี้กล่าวถึงอัลกอริธึมที่ใช้ในการแก้ ระบบสมการเชิงเส้น ที่กำหนดโดย เมทริกซ์ความแปรปรวน ร่วมก่อนหน้า กล่าว คือ เมทริกซ์ที่สร้างขึ้นโดยการประเมินเคอร์เนล

ป้อนข้อมูล

คอลัมน์เหล่านี้เกี่ยวกับจุดที่ใช้ในการประเมินกระบวนการเกาส์เซียน กล่าวคือถ้ากระบวนการนั้นเป็นจริง x {\displaystyle x} เอฟ ( x ) {\displaystyle f(x)}