本文提出 Belief Flow Filter(BFF),一种面向物理系统贝叶斯滤波的生成式框架。针对高维状态与复杂后验分布下滤波困难的问题,作者指出既有流匹配方法依赖粒子表示或求解轨迹级逆问题,前者丢失完整分布信息,后者与贝叶斯滤波的递归结构相冲突。BFF 转而将演化中的后验分布直接编码进流匹配模型的权重,在测试时通过梯度下降更新权重以跟踪后验演化,从而规避粒子表示的可扩展性瓶颈与高斯假设的灵活性限制。作者从理论上论证了该设计与贝叶斯滤波的结构一致性,其训练目标对应递归滤波算子。在五个物理系统上的实验表明,BFF 在三个标准一维与二维偏微分方程基准的九个指标单元中取得八个最优,并在极端单移动传感器设定及真实托卡马克等离子体估计任务上同样领先,显示出在高维概率空间中精确逼近贝叶斯滤波算子的潜力。
| 贝叶斯滤波 | 一种在不确定性下递归估计动态系统状态后验分布的概率框架。 |
| 流匹配 | 一种生成建模方法,通过学习从简单分布到目标分布的连续流来生成样本。 |
| 信念流滤波器(BFF) | 本文提出的生成式滤波框架,在测试时通过梯度下降更新流匹配模型权重以直接编码后验分布。 |
| 测试时训练 | 在推理阶段利用测试数据对模型参数进行在线调整以适应新任务或分布的技术。 |
| 托卡马克等离子体估计 | 针对托卡马克核聚变装置中高温等离子体状态进行实时估计的实际应用任务。 |
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