It has been proposed that classical filtering methods, like the Kalman filter and 3DVAR, can be used to solve linear statistical inverse problems. In the work of Igelsias, Lin, Lu, & Stuart (2017), error estimates were obtained for this approach. By optimally tuning a free parameter in the filters, the authors were able to show that the mean squared error can be minimized. In the present work, we prove that by (i) considering the problem in a weaker, weighted, space and (ii) applying simple iterate averaging of the filter output, 3DVAR will converge in mean square, unconditionally on the parameter. Without iterate averaging, 3DVAR cannot converge by running additional iterations with a given, fixed, choice of parameter. We also establish that the Kalman filter's performance cannot be improved through iterate averaging. We illustrate our results with numerical experiments that suggest our convergence rates are sharp.


翻译:有人提议,典型的过滤方法,如卡尔曼过滤器和3DVAR,可以用来解决线性统计反问题。在Igelsias、Lin、Lu和Stuart(2017年)的工作中,为这一方法得出了错误估计。通过对过滤器中的自由参数进行最佳调整,作者能够显示平均的方形错误可以最小化。在目前的工作中,我们证明,通过(一) 在一个较弱、加权、空间和(二) 应用过滤器输出的简单迭代平均数来考虑问题,3DVAR 将无条件以平均平方汇合在参数上。如果没有平均循环, 3DVAR 无法通过使用给定、固定、选择参数的额外迭代法进行合并。 我们还确定,Kalman过滤器的性能无法通过平均化来改进。我们用数字实验来说明我们的结果,表明我们的趋同率是锐利的。

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