Unnormalised parametric models are an important class of probabilistic models which are difficult to estimate. The models are important since they occur in many different areas of application, e.g. in modelling of natural images, natural language and associative memory. However, standard maximum likelihood estimation is not applicable to unnormalised models, so alternative methods are required. Noise-contrastive estimation (NCE) has been proposed as an effective estimation method for unnormalised models. The basic idea is to transform the unsupervised estimation problem into a supervised classification problem. The parameters of the unnormalised model are learned by training the model to differentiate the given data samples from generated noise samples. However, the choice of the noise distribution has been left open to the user, and as the performance of the estimation may be sensitive to this choice, it is desirable for it to be automated. In this thesis, the ambiguity in the choice of the noise distribution is addressed by presenting the previously unpublished conditional noise-contrastive estimation (CNCE) method. Like NCE, CNCE estimates unnormalised models by classifying data and noise samples. However, the choice of noise distribution is partly automated via the use of a conditional noise distribution that is dependent on the data. In addition to introducing the core theory for CNCE, the method is empirically validated on data and models where the ground truth is known. Furthermore, CNCE is applied to natural image data to show its applicability in a realistic application. / Icke-normaliserade parametriska modeller utgör en viktig klass av svåruppskattade statistiska modeller. Dessa modeller är viktiga eftersom de uppträder inom många olika tillämpningsområden, t.ex. vid modellering av bilder, tal och skrift och associativt minne. Dessa modeller är svåruppskattade eftersom den vanliga maximum likelihood-metoden inte är tillämpbar på icke-normaliserade modeller. Noise-contrastive estimation (NCE) har föreslagits som en effektiv metod för uppskattning av icke-normaliserade modeller. Grundidén är att transformera det icke-handledda uppskattningsproblemet till ett handlett klassificeringsproblem. Den icke-normaliserade modellens parametrar blir inlärda genom att träna modellen på att skilja det givna dataprovet från ett genererat brusprov. Dock har valet av brusdistribution lämnats öppet för användaren. Eftersom uppskattningens prestanda är känslig gentemot det här valet är det önskvärt att få det automatiserat. I det här examensarbetet behandlas valet av brusdistribution genom att presentera den tidigare opublicerade metoden conditional noise-contrastive estimation (CNCE). Liksom NCE uppskattar CNCE icke-normaliserade modeller via klassificering av data- och brusprov. I det här fallet är emellertid brusdistributionen delvis automatiserad genom att använda en betingad brusdistribution som är beroende på dataprovet. Förutom att introducera kärnteorin för CNCE valideras även metoden med hjälp av data och modeller vars genererande parametrar är kända. Vidare appliceras CNCE på bilddata för att demonstrera dess tillämpbarhet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-213847 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Ceylan, Ciwan |
| Publisher | KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds