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Entender las probabilidades de los procesos gaussianos

¿Qué significa cuando se habla de la "probabilidad gaussiana" para un proceso gaussiano? ¿Es cierto que la "probabilidad gaussiana" sólo significa que incluimos un término de ruido en la función de covarianza?

$$cov(x,x') = K(x,x') + \sigma^2$$

En otras palabras, sólo añadimos $\sigma^2$ a la diagonal de la matriz de covarianza. ¿Es correcto lo que he entendido? Además, ¿qué ocurre si la varianza de la probabilidad gaussiana es cero? ¿Se convierte la probabilidad en no gaussiana y ya no podemos utilizar la inferencia estándar del proceso gaussiano?

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Kahil Puntos 268

La terminología en torno a esto es confusa. Por sí mismo, un proceso gaussiano es una distribución a priori sobre una función $f(x)$ , $p(f \mid x)$ . El caso más común (¡de lejos!) que se ve discutir es cuando esa función además tiene ruido gaussiano IID añadido, llámalo $y$ . $y = f + \epsilon$ , donde $\epsilon \sim N(0, \sigma^2)$ . El teorema de Bayes aquí es

$$ p(f, \sigma^2 \mid x, y) = \frac{p(y \mid f, x, \sigma^2) p(f \mid x) p(\sigma^2)}{p(y \mid x)} $$

La probabilidad, $p(y \mid f, x, \sigma^2)$ es un producto de normales, cada una con media $f_i$ y la varianza $\sigma^2$ y $p(f \mid x)$ es una normal multivariante, la prioridad GP.

Estas distribuciones son conjugadas, por lo que $f$ se puede integrar analíticamente, produciendo el probabilidad marginal . Esta probabilidad marginal acaba siendo una normal multivariante cuya covarianza es, como la que tú tenías, $K(x, x') + \sigma^2$ .

Así que su comprensión es parcialmente correcta. Si la varianza de la probabilidad gaussiana llega a cero, se puede seguir utilizando la GP. Lo único que ocurre es que el teorema de Bayes se simplifica un poco.

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