机器学习 40 讲
王天一
工学博士,副教授
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机器学习 40 讲
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31 | 建模连续分布:高斯网络

数字特征:均值向量和协方差矩阵
同时具有离散型结点和连续型结点的概率图模型
确定结点势和边势
具有成对马尔可夫性
利用信息矩阵计算网络中的条件概率
利用多元高斯分布生成独立图
高斯线性模型
混合网络
高斯马尔可夫随机场
高斯贝叶斯网络
高斯网络
概率图模型中对连续随机变量的建模与表示

该思维导图由 AI 生成,仅供参考

无论是贝叶斯网络还是马尔可夫随机场,定义的变量都服从取值有限的离散分布,变量之间的关联则可以用有限维度的矩阵来表示。如果将随机变量的范围从离散型扩展到连续型,变量的可能取值就有无穷多个,这时变量之间的依赖关系就不能再用表格的形式来表示了,需要重新定义概率图模型中的相互作用与条件独立性。
考虑最简单的情形,也就是结点所表示的随机变量都服从高斯分布,由高斯型连续随机变量构成的概率图模型统称为高斯网络(Gaussian network)。
如果多个服从一维高斯分布的随机变量构成一个整体,那它们的联合分布就是多元高斯分布(multivariate Gaussian distribution),其数学表达式可以写成
其中 是这组随机变量的均值向量(mean vector), 是这组随机变量的协方差矩阵(covariance matrix), 是它的行列式值。
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  • 总结

本文介绍了概率图模型中对连续随机变量进行建模和表示的重要技术问题,重点讨论了高斯网络的建模方法。文章首先介绍了多元高斯分布的数学表达式和相关概念,包括均值向量、协方差矩阵和信息矩阵,以及它们在表示变量之间关联和条件独立性方面的作用。接着详细讨论了高斯线性模型,阐述了如何将线性关系转化为概率图模型中的父子结点关系,并给出了相关的数学表达式。文章还通过一个具体的例子解释了如何求解高斯贝叶斯网络的联合分布,强调了高斯网络在表示联合分布时的优势和劣势。最后,文章提到了将多元高斯分布嵌入到无向的马尔可夫随机场中得到的高斯马尔可夫随机场。通过本文的介绍,读者可以快速了解概率图模型中对连续随机变量建模的基本原理和方法,以及高斯网络在此领域的重要应用。文章内容涵盖了高斯网络的建模方法、多元高斯分布的数学表达和应用、高斯贝叶斯网络的联合分布求解方法以及高斯马尔可夫随机场的概念,为读者提供了全面的概率图模型中连续随机变量建模的知识概览。

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  • 最新
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  • 林彦
    比如在一个网上商城的商品,它既会有类别这些离散变量,也会有价格等连续变量,然后要组合在一起放入模型中预测。
    2018-09-09
    2
  • ifelse
    学习打卡
    2023-06-17归属地:浙江
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