大師兄的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)筆記(三十六):貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(十)

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大師兄的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)筆記(三十六):貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(十一)

七、缺值數(shù)據(jù)最大似然估計(jì)

1. EM算法的基本思想
1.1 例
  • 設(shè)圖a是一個(gè)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)N,其中所有變量均取二值,1或2。
  • 設(shè)圖b是從N的聯(lián)合分布中抽樣而得到的一組數(shù)據(jù),它由兩個(gè)完整樣本D_1,D_2和兩個(gè)缺值樣本D_3,D_4組成。
  • 考慮用EM算法來近似計(jì)算N參數(shù)的MLE估計(jì)。
  • EM首先選擇一組初始參數(shù)值\theta^0,如下所示:
  • \theta^0出發(fā),EM開始迭代,在第一次迭代中,先用\theta^0修補(bǔ)數(shù)據(jù)。
  • 由于P(X_2=1|D_3,\theta^0)=4/5,P(X_2=2|D_3,\theta^0) =1/5,所以D_3被如下兩個(gè)碎權(quán)樣本替換:
  • D_{3.1}=(1,1,1)[\frac{4}{5}]
  • D_{3.2}=(1,2,1)[\frac{1}{5}]
  • 修補(bǔ)后得到如下的碎權(quán)完整數(shù)據(jù):
  • 第一次迭代完成后的估計(jì)\theta^1如下:
  • EM接著進(jìn)入第二次迭代,先用\theta^1對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ),由于:
  • P(X_2=1|D_3,\theta^1) = 81/82, P(X_2=2|D_3,\theta^1) = 1/82,
  • P(X_2=2 | D_4,\theta^1) = 1/82, P(X_2=2 |D_4,\theta^1) = 81/82。
  • 修補(bǔ)后的數(shù)據(jù)如下:


  • 于是,在第二次迭代完成后得到的估計(jì)\theta^2如下:
  • 如此迭代下去,可以看到這個(gè)過程快速地向如下結(jié)果收斂:
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