平凡又神奇的贝叶斯方法
来源: | 作者:k君 | 发布时间: 2016-08-02 | 2795 次浏览 | 分享到:
3.3 最小描述长度原则n n贝叶斯模型比较理论与信息论有一个有趣的关联:nP(h | D) ∝ P(h) * P(D | h)n两边求对数,将右式的乘积变成相加:nln P(h | D) ∝ ln P(h) + ln P(D | h)n显然,最大化 P(h | D) 也就是最大化 ln P(h | D)。而 ln P(h) + ln P(D | h) 则可以解释为模型(或者称“假设”、“猜测”)h 的编码长度加上在该模型下数据 D 的编码长度。使这个和最小的模型就是最佳模型。n而究竟如何定义一个模型的编码长度,以及数据在模型下的编码长度则是一个问题。更多可参考 Mitchell 的 《Machine Learning》的 6.6 节,或 Mackay 的 28.3 节)n n3.4 最优贝叶斯推理n n所谓的推理,分为两个过程,第一步是对观测数据建立一个模型。第二步则是使用这个模型来推测未知现象发生的概率。我们前面都是讲的对于观测数据给出最靠谱的那个模型。然而很多时候,虽然某个模型是所有模型里面最靠谱的,但是别的模型也并不是一点机会都没有。譬如第一个模型在观测数据下的概率是 0.5 。第二个模型是 0.4 ,第三个是 0.1 。如果我们只想知道对于观测数据哪个模型最可能,那么只要取第一个就行了,故事到此结束。然而很多时候我们建立模型是为了推测未知的事情的发生概率,这个时候,三个模型对未知的事情发生的概率都会有自己的预测,仅仅因为某一个模型概率稍大一点就只听他一个人的就太不民主了。所谓的最优贝叶斯推理就是将三个模型对于未知数据的预测结论加权平均起来(权值就是模型相应的概率)。显然,这个推理是理论上的制高点,无法再优了,因为它已经把所有可能性都考虑进去了。n n只不过实际上我们是基本不会使用这个框架的,因为计算模型可能非常费时间,二来模型空间可能是连续的,即有无穷多个模型(这个时候需要计算模型的概率分布)。结果还是非常费时间。所以这个被看作是一个理论基准。n n4.无处不在的贝叶斯n n以下我们再举一些实际例子来说明贝叶斯方法被运用的普遍性,这里主要集中在机器学习方面,因为我不是学经济的,否则还可以找到一堆经济学的例子。n n4.1 中文分词n n贝叶斯是机器学习的核心方法之一。比如中文分词领域就用到了贝叶斯。Google 研究员吴军在《数学之美》系列中就有一篇是介绍中文分词的,这里只介绍一下核心的思想,不做赘述。n n分词问题的描述为:给定一个句子(字串),如:n南京市长江大桥n如何对这个句子进行分词(词串)才是最靠谱的。例如:n1. 南京市/长江大桥n2. 南京/市长/江大桥n这两个分词,到底哪个更靠谱呢?n我们用贝叶斯公式来形式化地描述这个问题,令 X 为字串(句子),Y 为词串(一种特定的分词假设)。我们就是需要寻找使得 P(Y|X) 最大的 Y ,使用一次贝叶斯可得:nP(Y|X) ∝ P(Y)*P(X|Y)n用自然语言来说就是 这种分词方式(词串)的可能性 乘以 这个词串生成我们的句子的可能性。我们进一步容易看到:可以近似地将 P(X|Y) 看作是恒等于 1 的,因为任意假想的一种分词方式之下生成我们的句子总是精准地生成的(只需把分词之间的分界符号扔掉即可)。于是,我们就变成了去最大化 P(Y) ,也就是寻找一种分词使得这个词串(句子)的概率最大化。而如何计算一个词串:nW1"