給定乙個已知的概率分布函式
,對隨機變數
進行取樣,使其滿足
概率分布。
乙個馬爾科夫鏈,對應的概率轉移矩陣為
,如果其具有 非週期性 且任意兩個狀態之間都是 連通 的 ,則不論初始的狀態概率分布向量
取什麼值,在 n 步轉移後,狀態的概率分布一定會穩定到乙個向量
, 就稱為該馬爾可夫鏈的平穩分布。
非週期性:對於狀態i,d為集合如果乙個馬爾科夫鏈滿足 細緻平穩條件,則其一定是收斂的,也就是會達到上述的平穩分布的最大公約數,如果
,則該狀態為非週期的。
互通:兩個狀態
連通指,狀態
可以通過有限的
步轉移,到達狀態
。注意:細緻平穩條件只是馬爾科夫鏈收斂的充分條件,不是必要條件。
細緻平穩條件:因此如果能夠構造乙個概率轉移矩陣為,也就是從狀態
轉移到狀態
的數量和從狀態
轉移到狀態
的數量相一致,也就相互抵消,所以數量不發生改變。
的馬爾科夫鏈,而該馬爾科夫鏈的平穩分布為已知概率分布
。任意的初始狀態
,在該馬爾科夫鏈上進行狀態轉移,得到一系列隨機序列
。如果從第
步開始該馬爾科夫鏈收斂,則從
開始得到的狀態都滿足概率分布
,也就是我們需要取樣的滿足給定概率分布
的隨機變數。
假設我們已知某個穩定分布為
的馬氏鏈的概率轉移矩陣為
,而為了將其改造為穩定分布為
的馬氏鏈,也就是要滿足細緻平穩條件,我們在式子兩側分別乘上乙個接受概率
,如下式所示:
其中最簡單的為了使上式成立的方法,就是令
、 。
而接受概率也就是在進行狀態轉移後,增加一步判斷是否接受本次轉移,如果接受則狀態成功轉移,否則維持原來的狀態。
輸入:概率分布
輸出:滿足概率分布
的樣本集合
步驟:
注意:
1. 通常選取高斯分布或者某些已知取樣方法的分布為
; 2. 如果當前取樣結果
不依賴於狀態
,則 ;
3. 拒絕轉移代表本次取樣結果不準確,不予使用
跡圖遍歷均值圖
蒙特卡洛誤差
gelman-rubin方法
lda-math-mcmc 和 gibbs sampling
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