한계 수만을 고려한 관절 분포의 최대 우도 추정


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를 x , y ∈ { 1 , … , K } 와 함께 두 개의 범주 형 변수 X , Y 의 공동 분포라고 합시다 . 이 분포에서 n 개의 표본을 추출 했다고 가정 하지만 j = 1 , … , K에 대한 한계 계수 만 제공됩니다 .px,yX,Yx,y∈{1,…,K}nj=1,…,K

Sj=∑i=1nδ(Xi=l),Tj=∑i=1nδ(Yi=j),

최대 우도 추정이란 , 주어진 S의 J , T의 J는 ? 이것이 알려져 있습니까? 계산 가능합니까? ML 외에이 문제에 대한 다른 합리적인 접근 방법이 있습니까?px,ySj,Tj


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마진에는 실제로 관절 분포에 대한 정보가 포함되어 있지 않습니다 (실제로 이것은 쿨라 포인트입니다). * 또는 적어도 거의 – 최소한 내부 정보는 발생하는 마진을 초과 할 수 없기 때문에 마진에 최소한 일부 정보가 포함되어 있습니다. 특정 공동 분포를 염두에두고 있습니까? 왜 maximum-entropy태그 를 사용 했 습니까? 최대 엔트로피 솔루션을 사용하고 있습니까?
— Glen_b -Reinstate 모니카

나는 copulas에 익숙하지 않습니다. 그들은 범주적인 사건을지지합니까? 그것은 같은 마진을 가진 모든 공동 분포가 같은 가능성을 가질 것이라는 것을 의미합니까? (나는 그것이 적절하다고 생각했기 때문에 최대 엔트로피를 태그했다.)
— RS

우리는 아직 특정 분포 모델을 가지고 있지 않기 때문에 실제로 를 계산할 위치에 있지 않습니다 . 여기에는 수많은 가능성이 있습니다. Copulas는 순서가 지정된 범주 형 사례 (독특하지 않은 경우)에 대해 존재하지만이를 높이는 목표는 한계가 일반적으로 그다지 유익하지 않은 이유에 대한 동기를 부여하는 것이 었습니다. 피셔-어윈의 정확한 테스트 인 경우, 피셔-카운트 수 사건과 관련하여 Fisher는 마진을 조인트에 대한 정보가없는 것으로 취급했습니다. 최대 엔트로피를 원한다면 아마도 최대 엔트로피 솔루션을 얻을 수 있지만, 그것이 매우 유익하다는 것을 모르겠습니다 ...P(x|θ)
— Glen_b -Reinstate Monica

(ctd) ... 구조. ME 또는 ML 사례에서, 나는 이변 량 다항식, 이변 량 초 지오메트리 또는 더 많은 구조를 가진 어떤 모델이든 먼저 어떤 종류의 모델이 필요하다고 생각합니다. 저자가 답변에 참조를 넣는 이 질문을 참조하십시오 . 도움이 될 수 있습니다.
— Glen_b-복지 주 모니카

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나는 일반적인 이변 량 다항 분포를 의미했습니다. 문제는 분포의 합이 주어지고 공동 분포의 표본을 보는 경우에 대해 말합니다. 여기에 샘플의 합이 있습니다. ML 사례에서 문제가 잘 정의되어 있다고 생각합니다 (솔루션은 독특하지는 않지만 모르겠습니다).
— RS

답변:


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이러한 종류의 문제는 Dobra et al (2006) 의 논문 "고정 한계 총계 를 갖는 다 방향 우연성 테이블의 데이터 증강" 에서 연구되었다 . 하자 모델의 파라미터를 나타낸다하게 해당 각 계수의 관측 정수 테이블을 나타내는 ( X , Y ) 쌍과하자 C ( S , T ) 한계 카운트 동일 정수 테이블들의 집합 ( S , T ) . 그런 다음 한계 카운트 ( S , T ) 를 관찰 할 확률은 다음과 같습니다. p (θn(x,y)C(S,T)(S,T)(S,T) 여기서 p ( n | θ ) 는 다항식 샘플링 분포입니다. 이는 ML에 대한 우도 함수를 정의하지만 작은 문제를 제외하고 직접 평가는 불가능합니다. 그들이 권장하는 접근 방식은 MCMC이며 n 과 θ 를 번갈아 업데이트합니다.

p(S,T|θ)=∑n∈C(S,T)p(n|θ)
p(n|θ)nθ제안 배포에서 샘플링하고 Metropolis-Hastings 수락 비율에 따라 변경을 수락합니다. 이것은 Monte Carlo EM을 사용하여 이상의 대략적인 최대 값을 찾도록 조정될 수 있습니다 . θ

다른 접근법은 변형 방법을 사용하여 대한 합계를 근사화합니다 . 한계 제약은 인자 그래프로 인코딩 될 수 있고 θ에 대한 추론은 기대 전파를 사용하여 수행 될 수있다.nθ

이 문제가 어려운 이유와 사소한 해결책을 인정하지 않는 이유를 보려면 . 촬영 S를 로우 합과 같은 T 열의 합으로서 카운트 테이블의 두 가지가있다 : [ 0 1 2 0 ]S=(1,2),T=(2,1)ST 따라서, 우도 함수이며 , p는(S,T | θ)=3 , P (12) , P 2 (21) +(6) P 11 (P) (21) , P (22) 이 문제에 대한 MLE 인 (P)의 X , Y = [ 0 1 / 3 2 / 3 0 ]

[0120][1011]
p(S,T|θ)=3p12p212+6p11p21p22
p^x,y=[01/32/30]
이것은 왼쪽의 표를 가정하는 것에 해당합니다. 대조적으로, 사용자가 독립을 가정함으로써 얻을 것이라고 예상은 어느 가능성 값이 작습니다.
qx,y=[1/32/3][2/31/3]=[2/91/94/92/9]

분석 솔루션을 얻을 수 없습니까?
— Ben Kuhn

θθ={θx,y}(x,y)

분석 솔루션이 있다고 생각하지 않습니다. 이것을 설명하기 위해 예제를 추가했습니다.
— Tom Minka

감사. 아마도 무증상입니까? 그런 다음 여백 총계에 대한 조정은 (정규화 후) 여백 분포에 대한 조정과 동일하며 관찰되지 않은 각 정수 테이블의 로그 가능성은 엔트로피에 비례합니다. 아마도 AEP로 뭔가?
— RS

1

@Glen_b가 지적했듯이 이것은 충분하지 않습니다. 가능성을 완전히 지정할 수 없다면 최대 가능성을 사용할 수 있다고 생각하지 않습니다.

독립성을 기꺼이 생각한다면 문제는 매우 간단합니다 (실수로, 해결책은 제안 된 최대 엔트로피 솔루션이라고 생각합니다). 문제에 추가 구조를 기꺼이 적용하지 않고 여전히 세포 값에 대한 근사치를 원한다면 Fréchet-Hoeffding copula bounds를 사용할 수 있습니다 . 추가 가정이 없으면 더 이상 갈 수 없다고 생각합니다.


이것에 대한 가능성은 다항식 일 수 있습니다. 왜 충분하지 않습니까?
— RS

내가 이해하는 것처럼, 가능성은 데이터가 주어진 매개 변수의 함수입니다. 여기에는 각 셀에 대한 값이없고 한계 값 만 있으므로 계산할 수있는 매개 변수의 단일 기능은 최대화 할 수 없습니다. 일반적으로 여백과 호환되는 많은 셀 구성이 있으며 각각 다른 가능성을 제공합니다.
— F. Tusell

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pp

1

px,ypx=∑ypx,ypy=∑xpx,y

잘못된 것들은 다음과 같습니다.

px,yX,YS1=S2=T1=T2=10

p=(120012),p=(14141414)

pxpy


p=(abcd)0<a≤dp=(0b+ac+ad−a)


X,Y

H(p)=−∑x,ypx,ylog⁡px,y∑xpx,y=py∑ypx,y=pxg→(p)=0gx(p)=∑ypx,y−pxgy(p)=∑xpx,y−py

∇H(p)=∑k∈X∪Yλk∇gk(p)

gk

1−log⁡px,y=λx+λy⟹px,y=e1−λx−λy

∑xpx,y=py∑ypx,y=pxe1/2−λx=pxe1/2−λy=py

px,y=pxpy.

S1=S2=T1=T2=10p[[10,0],[0,10]]2−20p∑0≤a≤10Pr[[a,10−a],[10−a,a]]10⋅4−20

확률을 잘못 계산했습니다. 예를 들어, 이항 계수를 포함하는 것을 잊었습니다. 하지만 당신은 두 행렬이 서로 다른 줄 그 권리에있어 공동 가 한계 카운트 같은 한계 분포를 제공하더라도 한계 카운트의 분포를. (이봐!) 나는 이것에 대해 더 생각할 것이다.
— Ben Kuhn
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