贝叶斯回归与比特币
『壹』 Spss如何做贝叶斯分析
bayes不建议用spss做,可以用其他专业软件做
除非你是要做bayes判别
『贰』 想问一下做贝叶斯向量自回归(BVAR)用什么统计软件比较好,求推荐,最好是简单易学的!
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时间序列向量自回归模型的贝叶斯推 断理论
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1/4
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理论 {a 4 }o 年第 1 ( 期 总第 19期 ) 8
相当复杂 。与非限制性 V R( ) 型系 A . 模 P
统相 比较 , 限制 性 V R( ) 型 的贝叶 A P模
专 e{ ( I x一 ∑ + p争
斯推断要复杂得多 ,在参数 的共轭先验 【 (  ̄I lS 【 (  ̄ I Z z ∑ 3 z[一z ∑ I 3 z 分布下 难 以解 决参数 的后验分 布问题 , (  ̄I 卜Y(  ̄I l} ∑ 3 y ∑ 3z] S 即使在扩散先验 分布下 , 也只能对 B 或 ∑的条 件 后验 分 布 的有关 结论 有 所 了 解 , 就 是 下 面 的结 论 2 这 。
I ∑ 专而一p ( e{ ∑ Yz x一 一 ( p ∑  ̄I z ) (L I z(  ̄ I )( 3 (l +I S 【 ∑ S S ) J
结论 2 在扩 散 先 验分 布 订( : B, ∑)
]S I } I ) l l ”『限制 性 V R ( 模 型 中的 z(—S】 ∑一 l m , (。 A. P)
模型 系数 B 和协方 差 阵 ∑的后验条 件
分布如下 ( y )N , ∑ pl , ~ (
2/4
【 ( @IZ ∑;z pz 3】 ) ∑ l , 卜I ( n,此 处 I [ , B; w W Q, ( Y ) s z =
=
—
—
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l l ∑一 1 (—s】 0 zp I } ) () 1 0
( @1z T(  ̄I , (— 3 ∑ z ∑~ j Q=Y wB l y C, - -
此 处 S y (  ̄1 ~ 一 z )(  ̄i ( = ∑ 0 Y (l ∑ S Jz .
( wBJ = k Y— , k 。
p。很 明显 , ∑; z的分 布是 均值为 ) (l y ) p , 证 :首先对参数 B 的后验条件分 布 p 协方差阵 为【 ( I z 的多元正 , z∑ T ) 加以证 明。显然 ,8式 是一个单方程线 () 态分布 , 即 性模 型 , 根据贝叶斯定理 , 扩散先验 分 在 ( ∑; ) pz J ] 布 订B ∑ l ” 下 , I∑) }pl yz- , ∑ ( ) ∑l 参数(, 的 , N ( 【 (  ̄Iz ) , s (1 1)
为了获得( l; w) ∑ v, 的条件后 验分 I s
联 合 后 验分 布 密 度 1 p T(,∑ l Z y ) ,
布密 度 , 需要应用 () , 9 式 由该式 易 见参
。{ yZl - I 数 x一 -I(  ̄3 p 寺( s ∑@ ) r ( z) y p} —
( 在扩 散先验 分 布下 的联合 后 B ∑) ,
验分布密度 c,
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3( ∑ yz +S I )
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行积分 , 出( Y, 的条 件后验 分布 求 B I w) 进而获 得( l w) ∑ B; Y, 的分布 密 度 ( I y l 密度 , ∑ +S
] , 当然 , 模型 () 8 还可 以转化成 如下 另一 有 用的等价形式 Y WB + , N (, I = ££ ~ 0∑ 3 ( 9 )
函数仍然具有 (0 式的形式 , 1) 因此 , 根据
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j ( 作者单位/ 南京理工大学, 湖北 省统计局)
≤九 其 中 , ( Y Y=
3/4
Y …Y ) , = z … w ( Z
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t o £2 … £
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显然 ,对参数施加限制条件并不影 响模型参数 的先验分布 的选取 ,但 限制
性条件 的添加将使得参数后验分 布变得
1 2 统计与决策
『叁』 如何理解贝叶斯估计
贝叶斯理论
1.贝叶斯法则
机器学习的任务:在给定训练数据D时,确定假设空间H中的最佳假设。
最佳假设:一种方法是把它定义为在给定数据D以及H中不同假设的先验概率的有关知识下的最可能假设。贝叶斯理论提供了一种计算假设概率的方法,基于假设的先验概率、给定假设下观察到不同数据的概率以及观察到的数据本身。
2.先验概率和后验概率
用P(h)表示在没有训练数据前假设h拥有的初始概率。P(h)被称为h的先验概率。先验概率反映了关于h是一正确假设的机会的背景知识如果没有这一先验知识,可以简单地将每一候选假设赋予相同的先验概率。类似地,P(D)表示训练数据D的先验概率,P(D|h)表示假设h成立时D的概率。机器学习中,我们关心的是P(h|D),即给定D时h的成立的概率,称为h的后验概率。
3.贝叶斯公式
贝叶斯公式提供了从先验概率P(h)、P(D)和P(D|h)计算后验概率P(h|D)的方法
p(h|D)=P(D|H)*P(H)/P(D)
P(h|D)随着P(h)和P(D|h)的增长而增长,随着P(D)的增长而减少,即如果D独立于h时被观察到的可能性越大,那么D对h的支持度越小。
4.极大后验假设
学习器在候选假设集合H中寻找给定数据D时可能性最大的假设h,h被称为极大后验假设(MAP)
确定MAP的方法是用贝叶斯公式计算每个候选假设的后验概率,计算式如下:
h_map=argmax P(h|D)=argmax (P(D|h)*P(h))/P(D)=argmax P(D|h)*p(h) (h属于集合H)
最后一步,去掉了P(D),因为它是不依赖于h的常量。
5.极大似然假设
在某些情况下,可假定H中每个假设有相同的先验概率,这样式子可以进一步简化,只需考虑P(D|h)来寻找极大可能假设。
h_ml = argmax p(D|h) h属于集合H
P(D|h)常被称为给定h时数据D的似然度,而使P(D|h)最大的假设被称为极大似然假设。
6.举例
一个医疗诊断问题
有两个可选的假设:病人有癌症、病人无癌症
可用数据来自化验结果:正+和负-
有先验知识:在所有人口中,患病率是0.008
对确实有病的患者的化验准确率为98%,对确实无病的患者的化验准确率为97%
总结如下
P(cancer)=0.008, P(cancer)=0.992
P(+|cancer)=0.98, P(-|cancer)=0.02
P(+|cancer)=0.03, P(-|cancer)=0.97
问题:假定有一个新病人,化验结果为正,是否应将病人断定为有癌症?求后验概率P(cancer|+)和P(cancer|+)
因此极大后验假设计算如下:
P(+|cancer)P(cancer)=0.0078
P(+|cancer)P(cancer)=0.0298
hMAP=cancer
确切的后验概率可将上面的结果归一化以使它们的和为1
P(canner|+)=0.0078/(0.0078+0.0298)=0.21
P(cancer|-)=0.79
贝叶斯推理的结果很大程度上依赖于先验概率,另外不是完全接受或拒绝假设,只是在观察到较多的数据后增大或减小了假设的可能性。
『肆』 贝叶斯线性回归为什么能避免过拟合
1. 引入 prior 的回归/分类,或者说 MAP estimator(最大后验估计)不能算是贝叶斯方法。完整的贝叶斯方法并不止步于算出 posterior 的 mode 或者 mean,而是利用整个 posterior 分布对预测过程进行平滑,具体来说就是:
假设 posterior 为 ,其中 D 是数据集,M 是模型, 是模型参数;
假设给定参数后,对于新数据 x 的预测函数为
在课本中 M 通常被忽略,因为通常我们只研究一个模型,但是如果要比较多个不同模型,那么 M 不能忽略。
所谓贝叶斯回归,就是计算一个预测分布(predictive distribution):
这个预测分布可以这么理解,将不同对应的预测结果组合起来,形成最终的预测结果,而组合的权重就根据的 posterior 的大小,由于是一个连续的随机变量,所以这个“组合”就是一个积分。
再看MAP,它能够降低过拟合,但是不能避免过拟合,因为 MAP 假定参数只会取一个固定的值,而不是一个分布,这是一种过度自信的表现,更具体来说,MAP 将上面的 近似为一个 delta 函数,从而忽略了 的不确定性。(式中 是 posterior 的 mode 点)
2. 再说边缘似然 ,它实际上可以用上面的预测分布连乘来表示:
这个过程可以理解为,我们先计算模型生成 x1 的概率,然后乘以 x1 为训练集时 x2 的预测分布,依次类推。显然,如果一个模型过于复杂,那么预测分布值会较小(因为预测性能不好),那么在连乘后,得到的边缘似然也很小。(这实际上是 MLAPP 上的解释,见公式 5.14),所以边缘似然可以用来做模型选择。
最后,为什么似然函数最大值不能用来做模型选择呢?因为很可能是由于模型的能力过强,导致它能完美拟合的数据集过多(复杂度过高),所以很容易就 fit 训练集了,而边缘似然呢:
它考虑到了参数 的分布,并且将每个不同生成数据集的概率组合起来,和之前一样,这个组合是个积分。你看,如果的可能性很多(模型复杂),但只有一种的似然函数值大,那么最终积分的结果是很小的。只有【的可能性相对较少(简单的模型),其中某些使似然函数较大】的情况下,这个积分才会较大,从而,边缘似然可以来做模型选择。
3. 综上所述,贝叶斯方法本质上就是一个平均,平滑(averaging),这里我们只考虑了单层的贝叶斯模型,实际上,贝叶斯方法在多层的超参数存在时照样十分自然优美,不过是多几重积分而已。通过平均,融合了不同的可能性,使得预测结果更加稳定。其实线性回归并不是贝叶斯方法最常用的地方,而是自然语言处理中的语言模型里的 add-x smoothing(加x平滑),所谓加x平滑实际上是 multinomial 分布加上狄利克雷先验后的预测分布。上述所有内容都总结自 MLAPP 第五章
4. 另外,从以上内容可以看出,贝叶斯方法的核心部件,就是 posterior,而对于复杂模型来说,这个 posterior 是很难算的,于是,机器学习中的拉普拉斯近似,变分法,MCMC 采样等就派上了用场。
作者:dontbeatmycat
『伍』 求教贝叶斯向量自回归
引入 prior 的回归/分类,或者说 MAP estimator(最大后验估计)不能算是贝叶斯方法。完整的贝叶斯方法并不止步于算出 posterior 的 mode 或者 mean,而是利用整个 posterior 分布对预测过程进行平滑,具体来说就是:
假设 posterior 为 ,其中 D 是数据集,M 是模型, 是模型参数;
假设给定参数后,对于新数据 x 的预测函数为
在课本中 M 通常被忽略,因为通常我们只研究一个模型,但是如果要比较多个不同模型,那么 M 不能忽略。
所谓贝叶斯回归,就是计算一个预测分布(predictive distribution):
这个预测分布可以这么理解,将不同对应的预测结果组合起来,形成最终的预测结果,而组合的权重就根据的 posterior 的大小,由于是一个连续的随机变量,所以这个“组合”就是一个积分。
再看MAP,它能够降低过拟合,但是不能避免过拟合,因为 MAP 假定参数只会取一个固定的值,而不是一个分布,这是一种过度自信的表现,更具体来说,MAP 将上面的 近似为一个 delta 函数,从而忽略了 的不确定性。(式中 是 posterior 的 mode 点)
2. 再说边缘似然 ,它实际上可以用上面的预测分布连乘来表示:
这个过程可以理解为,我们先计算模型生成 x1 的概率,然后乘以 x1 为训练集时 x2 的预测分布,依次类推。显然,如果一个模型过于复杂,那么预测分布值会较小(因为预测性能不好),那么在连乘后,得到的边缘似然也很小。(这实际上是 MLAPP 上的解释,见公式 5.14),所以边缘似然可以用来做模型选择。
最后,为什么似然函数最大值不能用来做模型选择呢?因为很可能是由于模型的能力过强,导致它能完美拟合的数据集过多(复杂度过高),所以很容易就 fit 训练集了,而边缘似然呢:
它考虑到了参数 的分布,并且将每个不同生成数据集的概率组合起来,和之前一样,这个组合是个积分。你看,如果的可能性很多(模型复杂),但只有一种的似然函数值大,那么最终积分的结果是很小的。只有【的可能性相对较少(简单的模型),其中某些使似然函数较大】的情况下,这个积分才会较大,从而,边缘似然可以来做模型选择。
3. 综上所述,贝叶斯方法本质上就是一个平均,平滑(averaging),这里我们只考虑了单层的贝叶斯模型,实际上,贝叶斯方法在多层的超参数存在时照样十分自然优美,不过是多几重积分而已。通过平均,融合了不同的可能性,使得预测结果更加稳定。其实线性回归并不是贝叶斯方法最常用的地方,而是自然语言处理中的语言模型里的 add-x smoothing(加x平滑),所谓加x平滑实际上是 multinomial 分布加上狄利克雷先验后的预测分布。上述所有内容都总结自 MLAPP 第五章
4. 另外,从以上内容可以看出,贝叶斯方法的核心部件,就是 posterior,而对于复杂模型来说,这个 posterior 是很难算的,于是,机器学习中的拉普拉斯近似,变分法,MCMC 采样等就派上了用场。
作者:dontbeatmycat
『陆』 如何通俗地解释贝叶斯线性回归的基本原理
贝叶斯线性回归是在普通线性回归基础上加上了模型参数的先验p(w),从最大似然估计变成最大后验,没有特别的地方。
『柒』 如何通俗地解释贝叶斯线性回归的基本原理
贝叶斯线性回归就是计量经济学和统计学当中以“残差平方和”为统计量的一次多项式模型拟合问题,这些问题比较具有专业性,一言半语,没有办法解释清楚。
『捌』 天真贝叶斯分类和线形回归的区别
一个是分类一个是回归连可比性都没有。
多项式分布的前提之下朴素贝叶斯可以被写作线性分类器的形式,然而依然不是回归。
『玖』 逻辑回归 和 朴素贝叶斯 两者间的区别
区别如下:
logistic回归又称logistic回归分析,是一种广义的线性回归分析模型,常用于数据挖掘,疾病自动诊断,经济预测等领域。例如,探讨引发疾病的危险因素,并根据危险因素预测疾病发生的概率等。以胃癌病情分析为例,选择两组人群,一组是胃癌组,一组是非胃癌组,两组人群必定具有不同的体征与生活方式等。因此因变量就为是否胃癌,值为“是”或“否”,自变量就可以包括很多了,如年龄、性别、饮食习惯、幽门螺杆菌感染等。自变量既可以是连续的,也可以是分类的。然后通过logistic回归分析,可以得到自变量的权重,从而可以大致了解到底哪些因素是胃癌的危险因素。同时根据该权值可以根据危险因素预测一个人患癌症的可能性。
朴素贝叶斯分类器(Naive Bayes Classifier,或 NBC)发源于古典数学理论,有着坚实的数学基础,以及稳定的分类效率。同时,NBC模型所需估计的参数很少,对缺失数据不太敏感,算法也比较简单。理论上,NBC模型与其他分类方法相比具有最小的误差率。但是实际上并非总是如此,这是因为NBC模型假设属性之间相互独立,这个假设在实际应用中往往是不成立的,这给NBC模型的正确分类带来了一定影响。
解决这个问题的方法一般是建立一个属性模型,对于不相互独立的属性,把他们单独处理。例如中文文本分类识别的时候,我们可以建立一个字典来处理一些词组。如果发现特定的问题中存在特殊的模式属性,那么就单独处理。