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PRML 復々習レーン
     3.3前半
   @risuoku
   中村直哉
3.3 ベイズ線形回帰
何を問題にしているのか?
• 線形回帰
• 最尤推定→過学習!
• モデルの複雑さ
            (イケてるモデルって何だろう・・)


線形回帰モデルをベイズ的に取り扱う
 • 過学習を回避
 • 訓練データだけからモデルの複雑さを自動的に
   決定
ところで、推定するといっ
 ても、どこから始めればい
 いんです??


        まずそれっぽいのを決めておい
        て、データを見ながら修正してい
        こう。


ということで・・・
• モデルパラメータ(ここでは重みw)の事前確率
  分布を導入
3.3.1 パラメータの分布
パラメータの事前分布
              (3.48)

ベイズの定理と(3.10)を使用
                (3.49)
                          (3.50)
                 (3.51)

• とにかくガウス分布
• 式の意味は?
何故wがガウス分布に従うのか?
• exp中のwが二次形式となるから

                     (3.10)




                         wの二次形式
モデルを単純に
                               (3.52)
(3.52)の意味は?



(3.50)(3.51)から(3.53)(3.54)が導
ける


ところで、この仮定はどこか
で見たような・・・?
正則化との関連性
                         (3.55)
                      その他もろもろ

• p(w|t)の対数をとると、正則化項ありの誤差関数
  (3.27)と一致
• logp(w)が正則化項に相当
• 「誤差関数(3.27)が小さくなるよう最適化」と「事
  後確率分布に基づいてMAP推定」が等価
具体例
• 直線フィッティング
• 事後分布を逐次的に更新

準備


データ生成アルゴリズム
事後分布を逐次的に更新
 使う式
                             ①
                             ②

 パラメータ推定アルゴリズム




※更新式として(3.53)(3.54)を使ってもいい
が、これらはバッチ処理用なので注意
パラメータに関する他の形式

                   (3.56)


• ガウス事前分布の一般化
• q=2でガウス事前分布と一致
(3.49)と2章の関連
• (3.49)は、実は2章の話を使って導出可能(と、テ
  キストに書いてある)
• wがガウス分布に従うことが前提
2章の復習            yの平均がxの線形関数
                               (2.113)
                               (2.114)

                               (2.115)
                               (2.116)
3章への橋渡し
• yをt、xをwと見る
• 線形回帰モデルを
  上手く(都合良
  く)表現
        wの線形関数
記号の対応関係
 2章



線形回帰
 モデル



式の対応関係
      2章       (2.113)      (2.114)       (2.116)

線形回帰モデル         (3.48)   tの尤度. p(t|w)に相   (3.49)
                              当.


※(2.115)は(3.58)に対応