章节14: 贝叶斯推断的介绍 Lec. 14: Introduction to

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章节14: 贝叶斯推断的介

概率论——不确定性的科学 · 单元7:贝叶斯推断 Unit 7: Bayesian inference

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章节14: 贝叶斯推断的介

概率论——不确定性的科学 · 单元7:贝叶斯推断 Unit 7: Bayesian inference

1第 1 页 · 章节14: 贝叶斯推断的介

Overview of some applica

贝叶斯推断的应用版图:定位、诊断、信号检测、参数学习同属一个框架。

共同结构
未知量 + 含噪观测 + 反推未知量
领域举例
雷达定位、医学检测、垃圾邮件过滤
2第 2 页 · Overview of some applica

Types of inference probl

推断问题的类型学:参数连续或离散、观测连续或离散,组合出不同形态。

按未知量
离散假设检验 vs 连续参数估计
按观测
单次观测与多次观测的复杂度差异
3第 3 页 · Types of inference probl

The Bayesian inference f

贝叶斯框架三步:先验、似然、后验——把「学习」形式化。

先验
观测前对未知量的信念分布
似然
给定未知量时观测的分布
后验
贝叶斯法则合成的新信念
4第 4 页 · The Bayesian inference f

Discrete parameter, disc

最简情形:离散参数配离散观测,后验按贝叶斯法则逐项计算。

计算
后验 ∝ 似然 × 先验,再归一化
MAP
取后验最大的参数作为点估计
5第 5 页 · Discrete parameter, disc

Summary

小结:贝叶斯框架把「从数据学习」统一成信念的乘法更新。

统一性
各领域差异只在先验与似然的具体形式
后续
连续参数与噪声模型在后续讲展开
6第 6 页 · Summary

本节要点

  • ✓推断 = 先验 + 似然 → 后验
  • ✓参数与观测的离散连续组合成不同形态
  • ✓MAP 取后验最大者为点估计
延伸主题:手算一次离散后验思考一个自己领域的推断问题
7第 7 页 · 本节要点

课后思考

先自己回答,再展开参考答案——能讲出来才算真懂。

1贝叶斯框架为什么能统一如此多的推断问题?

参考答案任何推断都是「带着旧信念面对新证据」。先验与似然各自建模未知量与观测机制,贝叶斯法则机械地完成更新——领域的差别被隔离在两个输入模型里,更新机制完全通用。

2MAP 估计与完整后验各适合什么场景?

参考答案只需一个决策值时用 MAP(后验最大点);需要量化不确定性(置信区间、后续决策期望)时必须保留完整后验。单点估计会丢掉后验的形状信息。

3MAP 估计在不对称后验下有什么盲点?

参考答案MAP 只看后验密度峰值,峰的位置受参数化方式影响(换变量后峰可能移动),且完全忽略峰旁的质量分布。需要稳健决策时应基于后验期望或完整分布计算期望损失。

8第 8 页 · 课后思考