パターン認識と機械学習 2.4.1 最尤推定と十分統計量 松本良太 ηの推定 指数型分布族の一般系(2.194)のパラメータベクト ルηを推定する。 ηについて(2.195)の両辺の勾配を求めると、 g ( η) h ( x ) expη u( x )dx T g ( η) h ( x ) expηT u( x )u( x )dx 0 先ほどの式を変形し、再び(2.195)を適用 1 g ( η) g ( η) h( x ) expηT u( x )u( x )dx g ( η) Ε[u( x )] すると、次の結果が得られる。 ln g ( η) E[u( x )] なお、u(x)の共分散はg(η)の2次微分で表せる。 独立に同分布に従うデータ集合 X={x1,….,xN}を考える。 この集合に対する尤度関数は、 N N N T p( X | η) h( xn ) g ( η) expη u( xn ) n 1 n 1 lnp(X|η)のηについての勾配を0とおくと、最尤 推定量ηMLが満たすべき条件を得る。 1 N ln g ( ηML ) u( xn ) N n 1 この式から、最尤推定の解は、データに n u( xn ) を通じてのみ依存することがわかる。 よって、この量を分布の十分統計量という。 このため、データ集合全部を保持する必要はなく、 十分統計量だけ保持すればいい。 例:ベルヌーイ分布…u(x)=x だから、{xN}の和 ガウス分布…u(x)=(x,x^2)だから、 {xN}と{xN^2} の和 N→∞を考えると、ηMLの式の右辺は E[u(x)]となる。よって、この極限では、 ηMLはηの真の値に等しい。
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