学习笔记(一)贝叶斯公式
一. 贝叶斯要解决的问题(逆向概率问题)
(一)正向概率:
已知黑盒中有a个红球,b个黄球,那么拿出一个球是黄球的概率多大?这种问题就是正向概率,由已知的条件俩推测可能出现的结果。
(二)逆向概率:
同样是一个黑盒,但不清楚红球与黄球的比例,实验10次,每次拿出一个球后又放回,通过这10次实验结果,来推测黑盒中的红球黄球比例。这种问题叫逆向概率,贝叶斯算法要解决的就是这种问题,这也是我们日常中更容易遇到的问题,通常要从结果来推测造成结果的原因。即从看到的现象中推测黑盒中的情况。
二. 通过例子来理解:
(一)已知:
男生与女生的比例为60%和40%,且男生只穿长裤,女生一半穿长裤,一半穿裙子。男生,女生总数为W个。
则穿长裤的男生的人数:
N 1 = W ∗ P ( b o y ) ∗ P ( p a n t s / b o y ) N1 = W * P(boy) *P(pants/boy)
N1=W∗P(boy)∗P(pants/boy)
P(boy) = 60 %(学生中男生的概率)
P(pants/boy) 条件概率,在学生是男生的条件下,穿长裤的概率是100%
穿长裤的女生人数:
N 2 = W ∗ P ( b o y ) ∗ P ( p a n t s / b o y ) N2 = W * P(boy) *P(pants/boy)
N2=W∗P(boy)∗P(pants/boy)
P(girl) = 40 %P(pants/girl) = 50 %
(二)逆向概率问题:
走来一个穿长裤的学生,判断性别。即在穿长裤的条件下,求出学生是女生或男生的概率。
求出穿长裤的男生人数 N1
求出穿长裤的女生人数 N2
学生是男生的概率为p(boy/pants) = N1/(N1+N2) = P(pants/boy) / P(pants)
学生是女生的概率为P(girl/pants) = N2 / (N1+N2) = P(pants/girl)/P(pants)
(三)分析
** 通常逆向概率的场景是我们知道B这个结果,要通过B这个结果来推测条件A的概率。**但通常情况下P(A/B)这个概率是不太好求的。因此我们需要转换到P(B/A)这个比较好求的概率,即知道条件A,推测结果B的概率。
在上例中对应的就是我们知道学生总人数,知道男女生比例,同时也知道男女生中穿长裤的比例,因此,可以从知晓这个学生的性别这个A条件中,很容易地可以算出基于学生性别这个条件A的B结果,即推测这个学生穿长裤的概率P(B/A)。
但如果给出这个学生是穿长裤这个B结果,就比较难于从现有的结果信息里推断出学生的性别这个A条件。
这就是逆向概率的应用场景,通过贝叶斯公式可以将一个比较难求的概率P(A/B)转换为了很好求的概率P(B/A)的式子
所以推导出逆向概率的公式如下:
P ( A / B ) = P ( B / A ) P ( A ) / P ( B ) P(A/B) = P(B/A)P(A) / P(B)
P(A/B)=P(B/A)P(A)/P(B)
三. 拼写纠错实例:
拼写纠正的实例,场景:用户输入了不在词典中的单词,我们需要根据输入猜测用户的想法。 即在用户输入的单词这个条件B上,我们来推测可能的单词列表A,然后比较A列表中每个单词的概率,概率最大的即是最有可能的单词。
因此,通过贝叶斯公式,我们想到将P(A/B)转换为P(B/A)的式子,因为在可能的单词列表A这个条件上,我们可以通过键盘上键位的距离计算出将可能的单词列表A中每个单词输错为B的概率,即P(B/A),由此可以转化为P(B/A)的式子。
P ( A / B ) = P ( B / A ) ∗ P ( A ) / P ( B ) P(A/B) = P(B/A) * P(A) / P(B)
P(A/B)=P(B/A)∗P(A)/P(B)
P(A)是每个可能的单词在词典中的概率,即先验概率,因为一般都是已知的。P(B)是用户输入某个单词的概率,是随机的,而且在后面概率的比较中是可以约去的,对于结果没有影响。对于单词列表A中的不同单词A1,A2…,P(B)都是一样的,因此被约分掉了。所以不同Ai的P(A/B)概率的比较中,只有分子是有影响的。即P(A/B) 正比于 P(A) * P(B/A)理解为:一个猜测的好坏与否,跟这个猜测本身的独立概率(即这个猜测的单词在你曾经输入的词库中的占比)和这个猜测转化为观测数据的可能性成正比。
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