보통 위시 아트 후손의 유도


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나는 Normal-Wishart 후부의 파생을 연구하고 있지만 매개 변수 중 하나 (스케일 매트릭스의 후부, 아래쪽 참조)에 붙어 있습니다.

맥락과 완전성을 위해 다음은 모델과 나머지 파생물입니다.

xiN(μ,Λ)μN(μ0,(κ0Λ)1)ΛW(υ0,W0)

세 가지 요소 각각의 확장 된 형태는 다음과 같습니다 (최대 비례 상수).

  • 가능성 :

    N(xi|μ,Λ)|Λ|N/2exp(12i=1N(xiTΛxi2μTΛxi+μTΛμ))
  • 일반적인 이전 :

    N(μ|(μ0,κ0Λ)1)|Λ|1/2exp(12(μTκ0Λμ2μTκ0Λμ0+μ0Tκ0Λμ0))
  • Wishart 이전 :

    W(Λ|υ0,W0)|Λ|υ0D12exp(12tr(W01Λ))

우리는 다음 과 같이 분해 될 수있는 사후 Normal-Wishart ( ) 뿐만 아니라 :N ( μ | μ , κ " Λ ) W ( Λ | υ ' , W ' )μ,Λ|μ,κ,υ,WN(μ|μ,κΛ)W(Λ|υ,W)

자유의υ

가능성의 첫 번째 요소와 Wishart를 병합함으로써 우리는 뒤에서 Wishart 요소의 첫 번째 요소를 얻습니다. 따라서 후부의 첫 번째 매개 변수가 있습니다 : υ'=υ0+N

|Λ|υ0+ND12
υ=υ0+N

스케일 팩터κ

및 로 둘러 싸인 요소를 식별하여 이전 이 다음 가능성에 의해 업데이트되는 사람을 찾습니다 . 따라서 μ κ 0 Λ μ TμTμκ0Λ κ ' = κ 0 +N

μT((κ0+N)Λ)μ
κ=κ0+N

평균μ

세 번째 매개 변수는 내부의 내용을 식별하는 데 있습니다 : 따라서 세 번째 매개 변수가 있습니다 : 2 μ T ( Λ N ¯ x + κ 0 Λ μ 0 )2μT...μ ' = 1

2μT(ΛNx¯+κ0Λμ0)=2μTκΛμ(ΛNx¯+κ0Λμ0)=κΛμ(Nx¯+κ0μ0)=κμ
μ=1k(Nx¯+κ0μ0)

스케일 매트릭스W

그리고 네 번째 매개 변수는 나머지 매개 변수에 대한 작업에서 비롯됩니다.

tr(W1Λ)=tr(W01Λ)+i=1NxiTΛxi+μ0Tκ0Λμ0=tr(W01Λ)+i=1Ntr(xiTΛxi)+tr(μ0Tκ0Λμ0)=tr(W01Λ+i=1NxiTΛxi+μ0Tκ0Λμ0)

여기에서 계속 진행하고 (지금까지 실수하지 않은 경우) 대한 표준 솔루션을 얻는 방법은 무엇입니까?W

편집 1 :

이제 우리는 표준 솔루션에서와 같이 두 개의 제곱을 얻기 위해 항을 재정렬하고 몇 가지 요소를 더하고 뺍니다.

tr(W1Λ)=tr(W1Λ+i=1N(xiTΛxi+x¯TΛx¯2xiTΛx¯)+κ0(μ0TΛμ0+x¯TΛx¯2x¯TΛμ0)i=1Nx¯TΛx¯+2i=1NxiTΛx¯κ0x¯TΛx¯+2κ0x¯TΛμ0)=tr(W1Λ+i=1N(xix¯)Λ(xix¯)T+κ0(x¯μ0)Λ(x¯μ0)TNx¯Λx¯T+2Nx¯Λx¯Tκ0x¯Λx¯T+2κ0x¯Λμ0T)

우리는 사각형에 남아있는 요소들을 단순화합니다 :

tr(W1Λ)=tr(W1Λ+i=1N(xix¯)TΛ(xix¯)+κ0(x¯μ0)TΛ(x¯μ0)+(Nκ0)x¯TΛx¯+2κ0x¯TΛμ0)

편집 2 ( @bdeonovic의 답변 덕분에 후속 조치 )

추적은 주기적이므로 입니다. 그런 다음 다음 : tr(ABC)=tr(BCA)=tr(CAB)

tr(W1Λ)=tr(W1Λ+i=1N(xix¯)(xix¯)TΛ+κ0(x¯μ0)(x¯μ0)TΛ+(Nκ0)x¯x¯TΛ+2κ0x¯μ0TΛ)
tr(W1)=tr(W1+i=1N(xix¯)(xix¯)T+κ0(x¯μ0)(x¯μ0)T+(Nκ0)x¯x¯T+2κ0x¯μ0T)

거의! 그러나 여전히 거기에 없습니다. 목표는 다음과 같습니다.

W1+i=1N(xix¯)(xix¯)T+κ0Nκ0+N(x¯μ0)(x¯μ0)T

답변:


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추적은 주기적이므로 입니다. 또한 트레이스는 되도록 덧셈을 분산 합니다. 이러한 사실 로 인해 추적 용어에서 용어를 뒤로 순환 하고 추적 용어를 결합 할 수 있어야 합니다. 결과는tr(ABC)=tr(BCA)=tr(CAB)tr(A+B)=tr(A)+tr(B)Λ

W1=W1+i=1Nxixi+μ0μ0

감사! 그러나 거기에서 및 이 포함 된 표준 결과 ( en.wikipedia.org/wiki/Conjugate_prior )로 이동하는 방법을 . 나는 부정적인 징후조차 없다 : O(xix¯)x¯μ0
alberto

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가능성 전에 IS ×

|Λ|N/2exp{12(i=1NxiTΛxiNx¯TΛμμTΛNx¯+NμTΛμ)}×|Λ|(ν0D1)/2exp{12tr(W01Λ)}×|Λ|1/2exp{κ02(μTΛμμTΛμ0μ0TΛμ+μ0TΛμ0)}.
로 다시 쓸 수 있습니다. 다시 쓸 수있다
|Λ|1/2|Λ|(ν0+ND1)/2×exp{12((κ0+N)μTΛμμTΛ(κ0μ0+Nx¯)(κ0μ0+Nx¯)TΛμ+κ0μ0TΛμ0+i=1NxiTΛxi+tr(W01Λ))}
(κ0+N)μTΛμμTΛ(κ0μ0+Nx¯)(κ0μ0+Nx¯)TΛμ+κ0μ0TΛμ0+i=1NxiTΛxi+tr(W01Λ)
다음과 같이 용어를 더하고 빼서 :
(κ0+N)μTΛμμTΛ(κ0μ0+Nx¯)(κ0μ0+Nx¯)TΛμ+1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)1κ0+N(κ0μ0+Nx¯)TΛ(κ0μ0+Nx¯)+κ0μ0TΛμ0+i=1NxiTΛxi+tr(W01Λ).
상단 두 줄은 이제
(κ0+N)(μκ0μ+Nx¯κ0+N)TΛ(μκ0μ+Nx¯κ0+N).

가산 및 감산 다음 : 는 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다. Nx¯TΛx¯

1κ0+(κ0μ0+엑스¯)Λ(κ0μ0+엑스¯)+κ0μ0Λμ0+나는=1엑스나는Λ엑스나는+아르 자형(01Λ)
나는=1(엑스나는Λ엑스나는엑스나는Λ엑스¯엑스¯Λ엑스나는+엑스¯Λ엑스¯)+엑스¯Λ엑스¯+κ0μ0Λμ01κ0+(κ0μ0+엑스¯)Λ(κ0μ0+엑스¯)+아르 자형(01Λ).
합계 기간
나는=1(엑스나는Λ엑스나는엑스나는Λ엑스¯엑스¯Λ엑스나는+엑스¯Λ엑스¯)
에 해당 이제 는 다음과 같이 확장 할 수 있습니다.
나는=1(엑스나는엑스¯)Λ(엑스나는엑스¯).
엑스¯Λ엑스¯+κ0μ0Λμ01κ0+(κ0μ0+엑스¯)Λ(κ0μ0+엑스¯)
엑스¯Λ엑스¯+κ0μ0Λμ01κ0+(κ02μ0Λμ0+κ0μ0Λ엑스¯0+κ0엑스¯Λμ0+2엑스¯Λ엑스¯),
이는
κ0κ0+(엑스¯Λ엑스¯엑스¯Λμ0μ0Λ엑스¯+μ0Λμ0)=κ0κ0+(엑스¯μ0)Λ(엑스¯μ0).

다음 두 용어는 스칼라입니다. 스칼라도 그 트레이스와 같으므로

나는=1(엑스나는엑스¯)Λ(엑스나는엑스¯),κ0κ0+(엑스¯μ0)Λ(엑스¯μ0).
아르 자형(01Λ)+나는=1(엑스나는엑스¯)Λ(엑스나는엑스¯)+κ0κ0+(엑스¯μ0)Λ(엑스¯μ0)
로 다시 쓸 수 있습니다. 이후 , 상기 합산 같음
아르 자형(01Λ)+아르 자형(나는=1(엑스나는엑스¯)Λ(엑스나는엑스¯))+아르 자형(κ0κ0+(엑스¯μ0)Λ(엑스¯μ0)).
아르 자형()=아르 자형()
아르 자형(01Λ)+아르 자형(나는=1(엑스나는엑스¯)(엑스나는엑스¯)Λ)+아르 자형(κ0κ0+(엑스¯μ0)(엑스¯μ0)Λ).
이라는 사실을 사용하여 다음 과 같이 합을 다시 쓸 수 있습니다. 아르 자형(+)=아르 자형()+아르 자형()
아르 자형(01Λ+나는=1(엑스나는엑스¯)(엑스나는엑스¯)Λ+κ0κ0+(엑스¯μ0)(엑스¯μ0)Λ)=아르 자형((01+나는=1(엑스나는엑스¯)(엑스나는엑스¯)+κ0κ0+(엑스¯μ0)(엑스¯μ0))Λ).

우리가 할 수있는 경우, 즉 함께 모든 퍼팅 우리는 이전 의 가능성과 같습니다 에스=나는=1(엑스나는엑스¯)(엑스나는엑스¯)×

|Λ|1/2특급{κ0+2(μκ0μ+엑스¯κ0+)Λ(μκ0μ+엑스¯κ0+)}×|Λ|(ν0+1)/2특급{12아르 자형((01+에스+κ0κ0+(엑스¯μ0)(엑스¯μ0))Λ)},
입니다.
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