最大似然估計和最大後驗概率估計(MLE MAP)

2022-04-15 13:26:47 字數 1419 閱讀 4211

0.相關概念

資料:x

引數:theta

假設概率模型為:x~p(x|theta) 【xi服從於p(x|theta),並且是獨立同分布(iid)】

明確先驗、後驗和似然的概念:

似然(likelihood/evidence):p(x|theta)【有看到別的地方的evidence指的是所有樣本x的總和】

先驗(prior):p(theta):(隨機變數)引數theta所服從的分布

後驗(posterior):p(theta|x):

問題:引數估計問題,也就是求theta的值。

關於這個問題頻率派常用最大似然估計方法(mle),貝葉斯派常用最大後驗估計方法(map)

1.頻率派的特點是將theta作為常量;x作為隨機變數。常用最大似然估計(mle)進行引數估計。mle步驟為:

①首先搭建模型,

②然後將模型轉化為優化問題(有 loss function)

③然後用不同的優化演算法求解(比如梯度下降法,牛頓法等等)

代價函式為觀測集的概率

因為是獨立同分布,所以觀測集概率可表示為連乘

最大對數似然估計(mle)方法求解theta:【加上log是為了將連乘轉化為,方便運算。通過求解最大似然估計得到theta的值

2.貝葉斯派的特點是將theta作為隨機變數【theta~p(theta)】;x也作為隨機變數。常用最大後驗概率估計(map)進行引數估計。map步驟為:

①用貝葉斯定理將求解後驗概率轉化為求解似然和先驗的積分問題:【 貝葉斯定理是用似然和先驗求解後驗的過程。】

②最大後驗概率方法求解theta的值:

3.引申:

頻率派後續引出一系列統計機器學習的方法,主要步驟為搭建模型,構造損失函式(loss funcion),選取優化演算法進行優化,本質是優化問題。

貝葉斯派後續引出一些列概率圖模型,主要是用數值方法求積分,因為在引數空間中求積分,所以轉而尋找用概率圖求積分的方法,常用mcmc、蒙特卡洛等方法。

傳統貝葉斯估計需要求積分:

將後驗概率用於貝葉斯**:【通過theta將x_new和x解構】

最大似然估計,最大後驗估計

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