Bayesian çevrimiçi değişim noktası tespiti (marjinal tahmin dağılımı)


9

Adams ve MacKay ( link ) tarafından yapılan Bayesian çevrimiçi değişim noktası tespit belgesini okuyorum .

Yazarlar marjinal tahmin dağılımını yazarak başlar:

P(xt+1|x1:t)=∑rtP(xt+1|rt,xt(r))P(rt|x1:t)(1)
nerede
  • xt o zaman gözlem mi t;
  • x1:t zamana kadar gözlem kümesini belirtir t;
  • rt∈Ngeçerli çalışma uzunluğudur (son değişiklik noktasından bu yana geçen süre, 0 olabilir); ve
  • xt(r) koşuyla ilişkili gözlem kümesidir rt.

Denk. 1 resmi olarak doğrudur (@JuhoKokkala'nın aşağıdaki cevabına bakınız), ama benim anlayışım aslındaxt+1 aşağıdaki gibi genişletmeniz gerekir:

P(xt+1|x1:t)=∑rt,rt+1P(xt+1|rt+1,xt(r))P(rt|x1:t)P(rt+1|rt)(1b)

Benim akıl yürütmem (gelecek) zamanda bir değişim noktası olabileceğidir t+1, ancak arka P(rt|x1:t) sadece t.

Mesele şu ki, makaledeki yazarlar bizi Eq. 1 olduğu gibi (bkz. Kağıttaki Denklemler 3 ve 11) ve 1b değil . Yani, görünüşte bir değişim noktası olasılığını görmezden geliyorlart+1 tahmin ederken xt+1 mevcut verilerden t. Bölüm 2'nin başında en geç

Tahmin dağılımını hesaplayabileceğimizi varsayıyoruz [ xt+1] belirli bir çalışma uzunluğuna bağlı rt.

belki de hile nerede. Ancak genel olarak, bu öngörücü dağılım Denklem gibi görünmelidir. 1b; ki yaptıkları bu değildir (Denk. 11).

Neler olduğunu anladığımdan emin değilim. Belki de gösterimle ilgili komik bir şeyler var.


Referans

  • Adams, RP ve MacKay, DJ (2007). Bayesian çevrimiçi değişiklik noktası tespiti. arXiv ön baskı arXiv: 0710.3742.

Potansiyel bir açıklama şudur: rtzaman adımının sonundaki çalışma uzunluğunu temsil edert, o zaman değişiklik noktasından sonrat. Bununla, Denk. 1 mantıklı. Aslında, algoritmanın bir başlatılmasıP(r0=0)=1 bu, başlangıçtaki başlangıçtan hemen önce bir değişiklik noktası olduğunu varsayar. t=1. Bununla birlikte, Şekil 1 yanlıştır (veya en azından yanıltıcıdır);t=4 ve t=5ve arasında t=10 ve t=11 Şekil 1a'da gösterildiği gibi, r4 ve r10 bu gösterime göre 0 olmalı, değil r5 ve r11Şekil lb'ye göre.
— lacerbi

1
Denklemde garip bir şeyler oluyor. Son satırdaki toplamda orta faktör olarak 3 P(xt∣rt−1,xt(r)) düşünürken xt(r) içeren xt. Şüpheliyimt ve t−1 yer değiştirdi P(xt∣rt,xt−1(r))mantıklı olurdu. Denk. 11, sağ tarafa bağlı gibi görünüyorxt(r)sol tarafta hiç görünmüyor, bu yüzden ya yanlış bir şey var ya da gösterimi hiç anlamıyorum.
— Juho Kokkala

@JuhoKokkala: Bu duyguya sahip olan tek kişi olmadığım için mutluyum ...
— lacerbi

1
@lacerbi, bu yazı hakkında başka bir sorum daha var ve işe aşina olduğunuzdan buna cevap verebileceğinizi düşünüyorum: stats.stackexchange.com/questions/419988 .
— gwg

Yanıtlar:


5

Hem (1) hem de (1b) doğrudur. OP'nin (bu modelde) şu noktada bir değişiklik noktası olabileceği hakkı var:t+1, ve xt+1bir değişiklik noktasının olup olmadığına bağlıdır. Bu, (1) 'in olası değerleri olarak herhangi bir sorun olduğu anlamına gelmez.rt+1 tarafından tamamen "kapsanır" P(xt+1∣rt,x1:t). P(xt+1|rt,x1:t) koşullu dağılımı anlamına gelir. xt+1 şartlı (rt,x1:t). Bu koşullu dağılım ortalamaları "diğer her şey" üzerinde,rt+1, şartlı (rt,x1:t). Tıpkı birinin yazabileceği gibi,P(xt+1000|xt)Bu, değişiklik noktalarının tüm olası yapılandırmalarını ve değerlerini dikkate alır. xiarasında meydana gelen t ve t+1000.

Geri kalanında önce (1) ve sonra (1b) 'ye göre (1b) türetiyorum.

Türetilmesi (1)

Herhangi bir rastgele değişken için A,B,C, sahibiz

P(A∣B)=∑cP(A∣B,C=c)P(C=c∣B),
olduğu sürece Cayrıktır (aksi takdirde toplamın bir integralle değiştirilmesi gerekir). Bunu uygulayarakxt+1,x1:t,rt:

P(xt+1∣x1:t)=∑rtP(xt+1∣rt,x1:t)P(rt∣x1:t),
arasındaki bağımlılıklar ne olursa olsun rt, x1:t, xt+1yani henüz hiçbir model varsayımı kullanılmamıştır. Mevcut modelde,xt+1 verilmiş rt,xt(r) koşullu olarak aşağıdaki değerlerden bağımsız olduğu varsayılır * x önceki koşulardan xt(r). Bu ima ederP(xt+1∣rt,x1:t)=P(xt+1∣rt,xt(r)). Bunu önceki denkleme koyarsak,

P(xt+1∣x1:t)=∑rtP(xt+1∣rt,xt(r))P(rt∣x1:t),(1)
OP'de (1) olan

(1b) 'nin türetilmesi

Hadi ayrışmasını düşünelim P(xt+1∣rt,xt(r)) olası değerleri rt+1:

P(xt+1∣rt,xt(r))=∑rt+1P(xt+1∣rt+1,rt,xt(r))P(rt+1∣rt,xt(r)).

Bir değişiklik noktasının oluşup oluşmadığı * varsayıldığı için t+1 (arasında xt ve xt+1) tarihine bağlı değildir x, sahibiz P(rt+1∣rt,xt(r))=P(rt+1∣rt). Ayrıca,rt+1 olup olmadığını belirlemek xt+1 aynı koşula ait xt, sahibiz P(xt+1∣rt+1,rt,xt(r))=P(xt+1∣rt+1,xt(r)). Bu iki basitleştirmeyi yukarıdaki çarpanlara ayırmak yerine,

P(xt+1∣rt,xt(r))=∑rt+1P(xt+1∣rt+1,xt(r))P(rt+1∣rt).
Bunu (1) 'e koyarak,
P(xt+1∣x1:t)=∑rt(∑rt+1P(xt+1∣rt+1,xt(r))P(rt+1∣rt))P(rt∣x1:t),(1b)
ki OP'ler (1b).

* Modelin koşullu bağımsızlık varsayımlarına ilişkin açıklama

Makaleye hızla göz atmaya dayanarak, kişisel olarak koşullu bağımsızlık özelliklerinin bir yerde daha açık bir şekilde ifade edilmesini istiyorum, ancak niyetin r Markovyan ve x: farklı çalışmalarla ilişkili s bağımsızdır (çalışma verildiğinde).


1
(+1) Teşekkürler. Evet, elbette, Denk. 1, üstü kapalı bir marjinalleştirme varsa,rt+1. Sorun şu ki, daha sonra yazarlar tahminlerde bulunurlar (makalede Denk. 11 ve örtük olarak Denk. 3) ve görünüşe göre marjinalleşmiyorlar.rt+1onları aldıklarında.
— lacerbi

1
Ah. Görünüşe göre soruyu yanlış anladım - bunu silmeli miyim? Soruyu açıklığa kavuşturmak isteyebilirsiniz, şu anda (1) bir şekilde yanlış (belki de yararlı değil) gibi görünüyor
— Juho Kokkala

Lütfen değerli olan bu cevabı saklayın. Orijinal yazımda yeterince açık olmadığımdaki hatam. Yorumunuz sayesinde sorumu açıklığa kavuşturmaya çalıştım ve bu cevabı hala anlamlı kılan bir şekilde.
— lacerbi
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.