당황이란 무엇입니까?


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I는 용어 우연히 혼란 보이지 않는 데이터의 로그 평균 역 확률을 말한다. 난이도 에 대한 Wikipedia 기사 는 동일한 의미를 나타내지 않습니다.

이 난이도 측정은 pLSA 용지 에 사용되었습니다 .

누구든지 당혹 성 측정 의 필요성과 직관적 의미를 설명 할 수 있습니까 ?


pLSA의 난이도를 어떻게 계산합니까? 카운트가 있는 데이터 매트릭스 가 있으며 TEM 알고리즘으로 및 가 계산됩니다. p ( d ) p ( w | d )Xp(d)p(w|d)
— 수강생

3
나는 Nisbett, Larose, Witten, Torgo 및 Shemueli (및 공동 저자)가 작성한 5 개의 데이터 마이닝 / 기계 학습 / 예측 분석 서적의 색인을 확인 했으며이 용어는 그중 어느 것도 발생하지 않습니다. 난 당황 :)
— zbicyclist

1
당혹감은 불확실성의 또 다른 멋진 이름입니다. 외부 평가에 대한 내재 평가로 간주 될 수 있습니다. Jan Jurafsky는 youtube.com/watch?v=BAN3NB_SNHY
— bicepjai에서

2
@zbicyclist, 야생에서 예제를 찾고 있다면 NLP에서 특히 흔하며 특히 언어 모델과 같은 것들의 평가에 사용됩니다.
— Matt Krause

일부 필드에서 (예를 들어 경제학) 사람들이 번호에 대해 해당하는 이야기 그래서 예를 들어 여기서 자연 로그를 기반으로 엔트로피가 동등하게 일반적인 범주의 해당 번호입니다. 따라서 확률이 0.5 인 엔트로피가 인 두 개의 범주 와 지수가 같은 공통 범주의 수로 2를 다시 얻습니다. 같지 않은 확률의 경우 동등한 숫자는 일반적으로 정수가 아닙니다. H ln 2exp⁡(H)Hln⁡2
— Nick Cox

답변:


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난이도에 대한 Wikipedia 기사를 살펴 보았습니다 . 그것은 이산 분포의 혼란을

2−∑xp(x)log2⁡p(x)

이것은 또한 다음과 같이 쓸 수 있습니다

exp⁡(∑xp(x)loge⁡1p(x))

즉, 확률 역의 가중 기하 평균으로서. 연속 분포의 경우 합은 적분으로 바뀝니다.

이 기사는 또한 조각의 테스트 데이터를 사용하여 모델의 복잡성을 추정하는 방법을 제공N

2−∑i=1N1Nlog2⁡q(xi)

이것도 쓸 수 있습니다

exp⁡(∑i=1Nloge⁡(1q(xi))N) or ∏i=1N1q(xi)N

또는 다른 다양한 방법으로, "로그 평균 역 확률"이 나오는 곳이 더 명확해야합니다.


e가 2가 아닌 지수로 사용되는 경우에는 특별한 차이점이 있습니까?
— Henry E

2
@HenryE : 아니요, 공통 대수 진수 도 작동합니다. 서로 다른 염기의 대수는 서로 비례하며 명확하게a 로그 a x = b 로그 b x10aloga⁡x=blogb⁡x
— Henry

나는 많이 생각했다. 이전에 보았던 다른 모든 공식이 2를 사용했을 때 코드 조각이 e를 사용하여 난이도를 계산 한 이유를 이해하려고 할 때이 대답을 보았습니다. 지금 프레임 워크의 가치를 아는 것이 얼마나 중요한지 깨달았습니다. 로그 손실 계산의 기초로 사용
— Henry E

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나는 이것이 다소 직관적이라는 것을 알았다.

평가하고있는 데이터, 평가하고있는 데이터에 대한 난처함은 "이것은 x- 사이드 다이만큼 자주 옳다"고 말합니다.

http://planspace.org/2013/09/23/perplexity-what-it-is-and-what-yours-is/


흥미로운 기사입니다. 아마도 깊이가 아니라 입문이 좋을 것입니다.
— Monica Heddneck

1
또한이 문서 도움이 발견 jamesmccaffrey.wordpress.com/2016/08/16/...
— user2561747

11

나는 이것도 궁금했다. 첫 번째 설명은 나쁘지 않지만 여기에 가치가있는 두 가지 nats가 있습니다.


우선, 당혹감은 당신이 옳은 일을 얼마나 자주 추측 하는지를 특성화하는 것과는 아무런 관련이 없습니다. 확률 적 시퀀스의 복잡성을 특성화하는 것과 더 관련이 있습니다.

수량을보고 있습니다.

2−∑xp(x)log2⁡p(x)

먼저 로그와 지수를 취소합시다.

2−∑xp(x)log2⁡p(x)=1∏xp(x)p(x)

난이도는 엔트로피를 정의하는 데 사용하는 기준에 따라 변하지 않는다는 점을 지적 할 가치가 있다고 생각합니다. 따라서 이러한 의미에서 당황은 측정으로서 엔트로피보다 훨씬 더 독특하고 덜 임의적입니다.

주사위와의 관계

이것으로 조금 놀아 보자. 동전을보고 있다고 가정 해 봅시다. 코인이 공정 할 때 엔트로피는 최대이고, 난도는 최대

11212×1212=2

이제 우리는 면 주사위를 볼 때 어떻게됩니까 ? 당황은N

1(1N1N)N=N

따라서 당황은 굴러 올 때 주어진 확률 분포와 동일한 엔트로피를 갖는 시퀀스를 생성하는 공정한 주사위의 변의 수를 나타냅니다.

국가 수

자, 우리는 당혹 성을 직관적으로 정의 했으므로 모델의 상태 수에 의해 어떻게 영향을 받는지 살펴 보겠습니다. 상태에 대한 확률 분포로 시작 하고 원래 상태 의 가능성 비율이 동일하게 유지되고 새로운 상태에 확률 이 되도록 상태에 대한 새로운 확률 분포를 만들어 봅시다 . 공정한 면 다이 로 시작하는 경우 , 새로운면이 과 원래 롤링되도록 새로운 면 다이를 만드는 것을 상상할 수 있습니다NN+1NϵNN+1ϵN변이 같은 가능성으로 굴러갑니다. 각 상태의 확률이한다면 임의 원래 확률 분포의 경우에는, 로 주어진다 원래의 새로운 유통 새로운 상태가 될 것이다 주어진 상태들을 이며 새로운 난관은 다음과 같이 주어집니다.xpxN

px′=px(1−ϵ)

1ϵϵ∏xNpx′px′=1ϵϵ∏xN(px(1−ϵ))px(1−ϵ)=1ϵϵ∏xNpxpx(1−ϵ)(1−ϵ)px(1−ϵ)=1ϵϵ(1−ϵ)(1−ϵ)∏xNpxpx(1−ϵ)

으로 제한하면 이 수량은ϵ→0

1∏xNpxpx

따라서 다이의 한쪽을 구르는 것을 점점 더 어렵게 만들면 측면이 존재하지 않는 것처럼 혼란이 생깁니다.


3
확실히 그것은 ~ 1.39 nats 가치가 있습니까?
— 매트 크라우스

당신은 당신이 얼마나 정교한 ? I 만 할 수
∏xNpx′px′=(1−ϵ)1−ϵ∏xNpxpx(1−ϵ)
∏xNpx′px′=∏xN(px(1−ϵ))px(1−ϵ)=∏xN(1−ϵ)px(1−ϵ)∏xNpxpx(1−ϵ)
— user2740

\prod_x^N\left{(1-\epsilon\right)}^{p_x\left(1-\epsilon\right)}={\left(1-\epsilon\right)}^{\sum_x^N p_x \left(1-\epsilon\right)}={\left(1-\epsilon\right)}^{\left(1-\epsilon\right)\sum_x^N p_x}={\left(1-\epsilon\right)}^{\left(1-\epsilon\right)}
— Alex Eftimiades

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Cover의 Information Theory 2ed (2.146)에 의해 주어진 분포에서 값을 정확하게 추측 할 확률과 당혹 성과는 분명하게 관련되어 있습니다. 와 가 iid 변수이면XX′

P(X=X′)≥2−H(X)=12H(X)=1perplexity (1)

설명하자면, 균일 분포 X의 당혹 성은 요소의 수인 | X |입니다. 균일 분포 X에서 iid 샘플이 X에서 iid 추측을 수행하여 가져 오는 값을 추측하려고하면 시간의 1 / | X | = 1 / 복잡성이 정확합니다. 균일 분포는 값을 추측하기가 가장 어렵 기 때문에 1 / 복잡도를 추측이 옳은 빈도에 대한 하한 / 휴리스틱 근사치로 사용할 수 있습니다.

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