极大似然估计

根据已知的样本结果信息,反推最有可能导致该结果的模型参数。

什么是极大似然估计

一句话,一个参数估计方法,就是确定了模型(比如正态分布),但是参数未知(正态分布的均值和方差未知),有了数据,我需要计算均值$\mu$和方差$\theta$。为了求极大似然估计,我们先要了解似然函数

似然(likelihood)函数

考虑函数$P(x|\theta)$,这个函数有两个输入,$x$表示具体样本,$\theta$表示模型参数,那么

  • 当$\theta$已知,该函数退化为概率函数,即样本$x$出现的概率
  • 当$x$已知,该函数退化为似然函数,即对于不同模型参数,出现$x$这个样本的概率

最大似然估计就是第二个问题,已知$x$,求$\theta$,使$P(x|\theta)$最大

极大似然估计的特点

极大似然估计的例子

假设一个袋子里有黑球和白球,现在往出放回地摸球,一共摸了十次,有7次黑球3次白球,问黑球所占比例最有可能是多少?如果我们将这个事件视为二项分布,且假设黑球出现的概率为$\theta$,那么现在模型已知(二项分布)、样本已知(10次里7次黑球),求模型参数($\theta$的值)。假设样本$x_0={1,1,1,0,1,1,0,1,0,1}$。那么似然函数可以写为:

上面的$f(\theta)$就是我们的似然函数,最大似然估计就是求这个函数的最大值,即$\frac{\textrm{d}f(\theta)}{\textrm{d}\theta}=0$。

参考文献

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