關於EM演算法

2021-10-03 16:01:14 字數 765 閱讀 5247

1.什麼是em演算法

最大期望演算法(expectation-maximization algorithm,又譯為期望最大化演算法),是在概率模型中尋找引數最大似然估計或者最大後驗估計的演算法,其中概率模型依賴於無法觀測的隱性變數。

最大期望演算法經過兩個步驟交替進行計算,

第一步是計算期望(e),利用對隱藏變數的現有估計值,計算其最大似然估計值;

第二步是最大化(m),最大化在e步上求得的最大似然值來計算引數的值。m步上找到的引數估計值被用於下乙個e步計算中,這個過程不斷交替進行。

2.舉例

比如說拋硬幣的例子,如果說有兩個硬幣a和b,每次拋之前知道是a還是b,那麼,可能的結果會如下圖所示:

但,如果要是在拋硬幣之前,不知道硬幣的種類,那麼情況就會變得更複雜了,在不知道硬幣的前提下,那麼硬幣的種類就成了乙個**的變數,具體如下圖:

在這種情況下,我們可以如上圖所示,這樣來解決這個問題,既然在丟硬幣之前不知道硬幣到底是a還是b,那麼我們可以事先先假定乙個這樣的**變數為z,然後設定初始a硬幣出現正面的概率p(a)為0.6,硬幣出現正面的概率p(b)為0.5,那麼就可以按照上圖,根據抽樣幾次的結果,用極大似然估計出每一次z的值,即具體是a還是b,然後再反過來算p(a)和p(b),最後更新,以此迴圈,直到收斂即可求得最後的概率。

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