最大似然估计

概率和统计

一直以来,没有仔细去区分概率和统计,直到看到了dalao的博客,感叹自己还是弱鸡

概率,已知模型和参数,推数据。
统计,已知数据,推模型和参数。
-- nebulaf91

设有一个函数P(x|\theta),其中x为实例数据(集),\theta为模型参数
概率函数(probability function):x为未知,\theta为已知。表示在现有模型下,对于任意输入x,计算x的出现概率
似然函数(likelihood function):x为已知,\theta为未知。表示在不同模型参数下,出现x的概率有多大

最大似然估计(MLE)

对于似然函数P(x|\theta)x为已知,\theta为未知)
求出在出现x的概率最大的时候,模型的参数\theta

极大似然估计中采样需满足一个重要的假设,就是所有的采样都是独立同分布的。

独立同分布(independent and identically distributed,i.i.d.)在概率统计理论中,指随机过程中,任何时刻的取值都为随机变量,如果这些随机变量服从同一分布,并且互相独立,那么这些随机变量是独立同分布。
即,如果随机变量 x_1x_2 独立,是指 x_1 的取值不影响 x_2 的取值, x_2 的取值也不影响 x_1 的取值且随机变量 x_2x_2 服从同一分布,这意味着 x_2x_2 具有相同的分布形状和相同的分布参数,对随机变量具有相同的分布律,对连续随机变量具有相同的概率密度函数,有着相同的分布函数,相同的期望、方差。
--搬砖的旺财

说了那么多不如直接来一个例子:
假设一个箱子里📦有未知数量的硬币(一元和五毛),每次从中拿出一枚硬币,记录后放回,再拿出一枚,重复10次。结果7次一元,3次五毛,问一元硬币所占比例多少?


设箱中一元比例为p,则五毛比例为1-p。每次选取的硬币都是随机的,所以服从动力同分布条件(IID),那么似然函数
P(x|\theta) =P(x_1,x_2,...x_{10}|p) =p^7(1-p)^3

似然函数图像
求最大值,即导数为0处,则p=0.7

参考资料:

  1. 详解最大似然估计(MLE)、最大后验概率估计(MAP),以及贝叶斯公式的理解
  2. 一文搞懂极大似然估计
  3. 独立同分布 independent and identically distributed
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