On resampling schemes for particle filters with weakly informative observations
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Chopin, Nicolas; Singh, Sumeetpal S.; Soto, Tomás; Vihola, Matti
Tiivistelmä
We consider particle filters with weakly informative observations (or ‘potentials’) relative to the latent state dynamics. The particular focus of this work is on particle filters to approximate time-discretisations of continuous-time Feynman–Kac path integral models—a scenario that naturally arises when addressing filtering and smoothing problems in continuous time—but our findings are indicative about weakly informative settings beyond this context too. We study the performance of different resampling schemes, such as systematic resampling, SSP (Srinivasan sampling process) and stratified resampling, as the time-discretisation becomes finer and also identify their continuous-time limit, which is expressed as a suitably defined ‘infinitesimal generator.’ By contrasting these generators, we find that (certain modifications of) systematic and SSP resampling ‘dominate’ stratified and independent ‘killing’ resampling in terms of their limiting overall resampling rate. The reduced intensity of resampling manifests itself in lower variance in our numerical experiment. This efficiency result, through an ordering of the resampling rate, is new to the literature. The second major contribution of this work concerns the analysis of the limiting behaviour of the entire population of particles of the particle filter as the time discretisation becomes finer. We provide the first proof, under general conditions, that the particle approximation of the discretised continuous-time Feynman–Kac path integral models converges to a (uniformly weighted) continuous-time particle system.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Volyymi
50
Numero
6
Sivut
3197-3222
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Matematiikka; Tilastotiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1214/22-aos2222
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä