Bhattacharyya 거리와 KL 발산의 차이점


33

다음 질문에 대한 직관적 인 설명을 찾고 있습니다.

통계 및 정보 이론에서 Bhattacharyya 거리와 KL 발산의 차이는 두 개의 이산 확률 분포의 차이를 측정하는 방법으로 무엇입니까?

그들은 전혀 관계가 없으며 두 확률 분포 사이의 거리를 완전히 다른 방식으로 측정합니까?

답변:


36

Bhattacharyya 계수 로 정의 및 거리로 전환 할 수있는 차원 H ( P , Q ) 로서 D에 H ( P , Q ) = { 1 - D B ( P , Q ) } 1 / 2 호출된다Hellinger 거리. 이Hellinger 거리와Kullback-Leibler 발산간의 연결은 d K L ( p ” q ) ≥ 2

DB(p,q)=∫p(x)q(x)dx
dH(p,q)
dH(p,q)={1−DB(p,q)}1/2
dKL(p‖q)≥2dH2(p,q)=2{1−DB(p,q)}.

dB(p,q)=def−log⁡DB(p,q),
dB(p,q)=−log⁡DB(p,q)=−log⁡∫p(x)q(x)dx=def−log⁡∫h(x)dx=−log⁡∫h(x)p(x)p(x)dx≤∫−log⁡{h(x)p(x)}p(x)dx=∫−12log⁡{h2(x)p2(x)}p(x)dx=∫−12log⁡{q(x)p(x)}p(x)dx=12dKL(p‖q)
dKL(p‖q)≥2dB(p,q).
−log(x)≥1−x0≤x≤1,
여기에 이미지 설명을 입력하십시오

dKL(p‖q)≥2dB(p,q)≥2dH(p,q)2.

2
훌륭한! 이 설명은 내가 간절히 찾고있는 것이어야합니다. 마지막 질문 : 불평등은 어떤 경우 (또는 어떤 종류의 P와 Q) 평등이 되는가?
— JewelSue

1
주어진 −로그⁡(⋅) 함수는 엄격하게 볼록합니다. 평등의 유일한 경우는 비율이 피(엑스)/큐(엑스) 일정하다 엑스.
— 시안

5
그리고 유일한 경우 피(엑스)/큐(엑스) 일정하다 엑스 때 피=큐.
— Xi'an

8

나는 두 사람 사이의 명시적인 관계를 알지 못했지만 내가 찾을 수있는 것을보기 위해 그들에게 빠른 찌르기를하기로 결정했습니다. 따라서 이것은 많은 대답이 아니라 관심의 대상입니다.

간단하게하기 위해, 이산 분포에 대해 작업 해 봅시다. BC 거리를 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

디기원전(피,큐)=−ln⁡∑엑스(피(엑스)큐(엑스))12

KL 발산

디KL(피,큐)=∑엑스피(엑스)ln⁡피(엑스)큐(엑스)

이제 우리는 합계에 로그를 넣을 수 없습니다. 기원전 거리를 벗어나서 통나무 바깥쪽으로 통나무를 당겨 봅시다 KL 분기:

디KL(피,큐)=−ln⁡∏엑스(큐(엑스)피(엑스))피(엑스)

때 그들의 행동을 고려하자 피 균일 한 분포로 고정 엔 가능성 :

디KL(피,큐)=−ln⁡엔−ln⁡(∏엑스큐(엑스))1엔디기원전(피,큐)=−ln⁡1엔−ln⁡∑엑스큐(엑스)

왼쪽에는 기하 평균 과 형태가 비슷한 로그가 있습니다 . 오른쪽에는 산술 평균 의 로그와 비슷한 것이 있습니다 . 내가 말했듯이, 이것은 많은 대답이 아니지만 BC 거리와 KL 발산이 사이의 편차에 어떻게 반응하는지에 대한 깔끔한 직감을 제공한다고 생각합니다피 과 큐.

당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책과 개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.