高斯那些公式

2021-07-09 08:15:05 字數 1533 閱讀 1953

《貝葉斯基本公式與理解》 的姊妹篇。

多元正態分佈(multivariate normal distribution)fx

(x1,

…,xn

)=1(

2π)n

/2|σ

|1/2

exp(−1

2(x−

μ)tς

−1(x

−μ))

一維: f(

x)=1

2π−−

√σexp(−x

22σ2

) 二維: f(

x,y)

=12π

σ2exp(−x

2+y2

2σ2)

單高斯(非高斯混合,gauss mixture model)的情形: l(

θ=|x

)=logp(x

|θ)=

∑i=1

nlogp(

xi|θ

)=∑i

=1nlogn(

xi|θ

,σ)

其中 logl(

θ|x)

被稱為

log likelihood function

,其中 μm

le=∂

l(θ|

x)∂μ

,σml

e=∂l

(θ|x

)∂σ

=∂(∑ni=

1log1σ

2π√exp(−

12(x

i−μ)

2σ2)

)∂μ=

∂∑ni

=1log[

exp(−1

2(xi

−μ)2

σ2)]

∂μ=∂

∑ni=

1(xi

−μ)2

∂μ=∑

i=1n

(xi−

μ)=0

⇒∑i=

1nxi

=∑i=

1nμ⇒

μmle

=1n∑

i=1n

xi =

∂(∑n

i=1log1σ

2π√exp(−

12(x

i−μ)

2σ2)

)∂σ⇒

σ2ml

e=∑n

i=1(

xi−μ

mle)

2n也即 μm

le是所有樣本的均值; σ2

mle 是所有樣本方差的均值;

根據單個高斯模型通過最大似然估計的方法得到的樣本均值和方差為如下的作圖(二維資料)所示(顯然十分牽強,高斯分布的情況下,均值附近的樣本應當是最密集的):

下圖為三個高斯疊加的結果(紅線部分):

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