高斯分布

  1. 高斯分布表达式
    1. 一元高斯分布
    2. 多元高斯分布
  • 性质
  • 条件高斯分布
    1. 协方差矩阵&精度矩阵&分块矩阵求逆
    2. 完全平方项
  • 边缘高斯分布
    1. 总结
  • 引用
  • 高斯分布表达式

    一元高斯分布

    多元高斯分布

    性质

    高斯分布依赖于下面二次型,即马氏距离

    协方差矩阵$\sum $可以取对称矩阵,任何非对称项都会从指数中消失(也可以从协方差矩阵定义看)可分解成对角矩阵

    \begin{array}{l}{\Delta^{2}=[(\vec{X}-\vec{\mu})]^{\top}\left(Q \Lambda Q^{\top}\right)^{-1}[(\vec{X}-\vec{\mu})]} \\ {=\left[Q^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]^{\top} \Lambda^{-1}\left[Q^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]} \\ {=\left[Q^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]^{\top}\left(\Lambda^{-\frac{1}{2}}\right)^{\top} \Lambda^{-\frac{1}{2}}\left[Q^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]} \\ {=\left[\Lambda^{-\frac{1}{2}} Q^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]^{\top}\left[\begin{array}{c}{\Lambda^{-\frac{1}{2}} Q^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})}\end{array}\right]} \\ {=\left[\left(Q \Lambda^{-\frac{1}{2}}\right)^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]^{\top}\left[\left(Q \Lambda^{-\frac{1}{2}}\right)^{\top}(\vec{X}-\vec{\mu})\right]}\end{array}

    含义:高斯分布中心在u,平移u之后高斯分布中心到原点,高斯分布椭圆轴拉伸变换成正圆,称一个旋转矩阵,将之前椭圆轴方向旋转到全局坐标系(Oxyz),特别注意:变换矩阵Q

    椭圆中心u,轴方向:变换矩阵Q的列向量
    高斯分布

    条件高斯分布

    多元⾼斯分布的⼀个重要性质是,如果两组变量是联合⾼斯分布,那么以⼀组变量为条件,
    另⼀组变量同样是⾼斯分布。类似地,任何⼀个变量的边缘分布也是⾼斯分布

    协方差矩阵&精度矩阵&分块矩阵求逆

    分块矩阵求逆

    其中 $M=\left(A-B D^{-1} C\right)^{-}$

    完全平方项

    通过对比二次型找到均值何方差的表达式

    分解式如下

    二次型

    条件概率均值和协方差

    边缘高斯分布

    分解式对变量Xb积分

    关于Xb的项

    其中 $\boldsymbol{m}=\boldsymbol{\Lambda}_{b b} \boldsymbol{\mu}_{b}-\boldsymbol{\Lambda}_{b a}\left(\boldsymbol{x}_{a}-\boldsymbol{\mu}_{a}\right)$
    容易求得变量的积分 现在看剩余部分变量Xa和常量

    通过对比得

    总结

    对联合高斯分布

    条件概率

    边缘概率

    条件概率和边缘概率

    引用

    1. Pattern Recognition and Machine Learning
    2. 多元高斯分布完全解析

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    文章标题:高斯分布

    本文作者:杨本泊

    发布时间:2019-10-16, 13:30:27

    最后更新:2023-07-09, 07:10:12

    原始链接:http://yangbenbo.github.io/2019/10/16/高斯分布/

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