PyMC

PyMC(曾叫做PyMC3[2])是一个Python包,用于贝叶斯统计建模概率机器学习,它聚焦于高级马尔可夫链蒙特卡洛法和变分拟合算法[3][4][5]

PyMC
原作者PyMC开发团队
首次发布2013年5月4日 (2013-05-04)
当前版本
  • 5.11.0 (2024年3月15日;穩定版本)[1]
源代码库https://github.com/pymc-devs/pymc
编程语言Python
操作系统类Unix, Mac OS X, Microsoft Windows
平台Intel x86 – 32-bit, x64
类型统计包
许可协议 Apache License, Version 2.0
网站www.pymc.io

概述

PyMC曾经叫做PyMC3,不同于早先的使用Fortran扩展进行计算的PyMC2,它依靠Theano来进行自动微分、计算优化和动态C语言编译[4][6]。从版本3.8开始PyMC依据ArviZ来进行数据可视化贝叶斯推断探索分析[7]。PyMC和Stan是两个最流行的概率编程工具[8]

PyMC是开源项目,由社区开发并在财务上得到NumFocus赞助[9]。PyMC已经在很多领域中被用于解决推断问题,包括天文学[10][11]流行病学[12][13]分子生物学[14]晶体学[15][16]化学[17]生态学[18][19]心理学[20]

Theano于2017年宣布计划停止开发之后[21],PyMC团队曾评估采用TensorFlow Probability[22]作为计算后端[23],但是在2020年接管Theano的开发[24]。在2021年1月绝大部份的Theano代码基被重新建造,并增加了通过JAXNumba的编译,修订后的这个计算后端以新名字Aesara发行。PyMC团队在2021年6月将PyMC3更名为PyMC[2]。2022年11月28日,PyMC团队宣布采用从Aesara计划分叉出PyTensor[25]

推论引擎

PyMC实现了不基于梯度的和基于梯度的马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法用于贝叶斯推断和随机(Stochastic),基于梯度的变分贝叶斯方法用于近似贝叶斯推断。

  • MCMC算法:
    • No-U-Turn采样(NUTS)[26],是哈密顿蒙特卡洛的变体和PyMC3用于连续变量的缺省引擎。
    • 梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法,是PyMC3用于离散变量的缺省引擎。
    • 顺序蒙特卡洛算法。
  • 变分推断算法:
    • 黑箱变分推断[27]

参见

  • Stan是用C++编写统计推论的概率编程语言。

引用

  1. . 2024年3月15日 [2024年3月15日].
  2. . PyMC Timeline. [2021-01-20]. (原始内容存档于2018-05-20).
  3. Salvatier J, Wiecki TV, Fonnesbeck C. (2016) Probabilistic programming in Python using PyMC3. PeerJ Computer Science 2:e55 https://doi.org/10.7717/peerj-cs.55
  4. Martin, Osvaldo. . Packt Publishing Ltd. 2016: 31–60 [16 September 2017]. ISBN 9781785889851 (英语).
  5. Davidson-Pilon, Cameron. . Addison-Wesley Professional. 2015-09-30. ISBN 9780133902921 (英语).
  6. Hilpisch, Yves. . O'Reilly Media, Inc. 2014-12-11. ISBN 9781491945391 (英语).
  7. . [2023-09-21]. (原始内容存档于2023-10-11).
  8. . [2017-03-10]. (原始内容存档于2021-01-29).
  9. . NumFOCUS | Open Code = Better Science. [2017-03-10]. (原始内容存档于2017-09-21).
  10. Greiner, J.; Burgess, J. M.; Savchenko, V.; Yu, H.-F. . The Astrophysical Journal Letters. 2016, 827 (2): L38. Bibcode:2016ApJ...827L..38G. ISSN 2041-8205. arXiv:1606.00314可免费查阅. doi:10.3847/2041-8205/827/2/L38 (英语).
  11. Hilbe, Joseph M.; Souza, Rafael S. de; Ishida, Emille E. O. . Cambridge University Press. 2017-04-30 [2021-01-20]. ISBN 9781108210744. (原始内容存档于2021-02-03) (英语).
  12. Brauner, Jan M.; Mindermann, Sören; Sharma, Mrinank; Johnston, David; Salvatier, John; Gavenčiak, Tom; Stephenson, Anna B.; Leech, Gavin; Altman, George; Mikulik, Vladimir; Norman, Alexander John; Monrad, Joshua Teperowski; Besiroglu, Tamay; Ge, Hong; Hartwick, Meghan A.; Teh, Yee Whye; Chindelevitch, Leonid; Gal, Yarin; Kulveit, Jan. . Science. 2020-12-15 [2021-01-20]. doi:10.1126/science.abd9338. (原始内容存档于2021-02-07).
  13. Systrom, Kevin; Vladek, Thomas; Krieger, Mike. . Rt.live. [10 January 2021]. (原始内容存档于2021-01-06).
  14. Wagner, Stacey D.; Struck, Adam J.; Gupta, Riti; Farnsworth, Dylan R.; Mahady, Amy E.; Eichinger, Katy; Thornton, Charles A.; Wang, Eric T.; Berglund, J. Andrew. . PLOS Genetics. 2016-09-28, 12 (9): e1006316. ISSN 1553-7404. PMC 5082313可免费查阅. PMID 27681373. doi:10.1371/journal.pgen.1006316.
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  18. Wang, Yan; Huang, Hong; Huang, Lida; Ristic, Branko. . Atmospheric Environment. 2017, 152: 519–530. Bibcode:2017AtmEn.152..519W. doi:10.1016/j.atmosenv.2017.01.014.
  19. MacNeil, M. Aaron; Chong-Seng, Karen M.; Pratchett, Deborah J.; Thompson, Casssandra A.; Messmer, Vanessa; Pratchett, Morgan S. . Diversity. 2017-03-14, 9 (1): 18. doi:10.3390/d9010018 (英语).
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  21. Lamblin, Pascal. . theano-users (邮件列表). 28 September 2017 [28 September 2017]. (原始内容存档于2011-01-22).
  22. . [2022-08-31]. (原始内容存档于2022-09-04).
  23. Developers, PyMC. . PyMC Developers. 2018-05-17 [2019-01-25]. (原始内容存档于2020-08-06).
  24. . PyMC Developers. [10 January 2021]. (原始内容存档于2021-01-15).
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  26. Hoffman, Matthew D.; Gelman, Andrew. . Journal of Machine Learning Research. April 2014, 15: pp. 15931623 [2021-01-20]. (原始内容存档于2020-08-11).
  27. Kucukelbir, Alp; Ranganath, Rajesh; Blei, David M. 1506 (3431). June 2015. Bibcode:2015arXiv150603431K. arXiv:1506.03431可免费查阅.

延伸阅读

外部链接

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