Bayes 定理

不確定性的數學

很多時候,你知道一個方向的條件機率,卻想要另一個方向。醫學檢測告訴你 P(positive | disease),但病人想知道的是 P(disease | positive)。Bayes 定理就是把條件機率翻轉過來的橋梁。

它直接來自上一課。乘法規則給出 P(A∩B) 的兩種寫法:P(A|B)P(B) 和 P(B|A)P(A)。把它們設為相等,再除以 P(B)。這三個部分在機器學習中隨處可見:P(A) 是先驗(證據前的信念),P(B|A) 是概似度(A 對證據的解釋程度),P(A|B) 是後驗(更新後的信念)。

底部的 P(B) 通常通過把 B 發生的所有方式拆開來計算,也就是全機率公式:

在機器學習中的應用Bayes 定理是機率機器學習的引擎。Bayesian 推斷把參數上的先驗在看到資料後更新成後驗:P(θ | data) ∝ P(data | θ)·P(θ)。最大概似度訓練是先驗平坦的特殊情況,而加入先驗正是 L2 正則化所做的事(權重上的高斯先驗)。Bayesian 神經網路的整個「後驗預測」都是這個公式的大規模應用。
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