MLE و MAP
برآورد بیشینهی درستنمایی و بیشینهی پسین را برای مدلهای ساده حساب کنی و ارتباط پیشینها با منظمسازی را توضیح بدهی.
14 دقیقه مطالعه · 5 سؤال تمرینی · یادگیری ماشین میانی و پیشرفته
بیشینهی درستنمایی (MLE)
فرض کنید دادهها مستقل و همتوزیع از مدل آمدهاند. درستنمایی (Likelihood) میپرسد: با هر ، دادهای که واقعاً دیدهایم چقدر محتمل بوده است؟ MLE پارامتری را انتخاب میکند که این مقدار را بیشینه کند:
از لگاریتم استفاده میکنیم چون ضرب را به جمع تبدیل میکند و بیشینه را جابهجا نمیکند.
دو نتیجهی آشنا:
- برنولی: با موفقیت در آزمایش، .
- گاوسی: و . این برآوردگر واریانس اریب است، چون به جای بر تقسیم میکند.
بیشینهی پسین (MAP)
MLE با دادهی کم میتواند افراطی باشد: اگر سکه را ۳ بار بیندازیم و هر ۳ بار شیر بیاید، است، یعنی خط هرگز نمیآید!
در MAP یک توزیع پیشین اضافه میکنیم و مُد پسین را برمیداریم:
برای برنولی، پیشین بتا مزدوج است: پسین میشود. برای :
انگار قبل از دیدن داده، شیر و خط «مجازی» دیدهایم. با بزرگ شدن ، اثر پیشین کم میشود و MAP به MLE نزدیک میشود.
پیشین یعنی منظمسازی
در رگرسیون خطی با نویز گاوسی و ، منفی لگدرستنمایی همان مجموع مربعات خطاست. حالا پیشین را عوض کنیم:
- پیشین گاوسی : MAP همان Ridge است با .
- پیشین لاپلاس: MAP همان Lasso است.
پس پیشین قویتر (یعنی کوچکتر) معادل منظمسازی قویتر است.
دو هشدار:
- MAP هنوز یک برآورد نقطهای است و عدمقطعیت را نگه نمیدارد. رویکرد بیزی کامل با کل توزیع پسین کار میکند.
- برخلاف MLE، MAP نسبت به تغییر پارامتریسازی ناوردا نیست. مُد یک چگالی با تغییر متغیر غیرخطی جابهجا میشود.