Оцінка максимальної вірогідності ЕМ для розподілу Вейбулла


24

Примітка: я публікую запитання колишнього мого студента, який не може самостійно опублікувати з технічних причин.

З огляду на зразок з розподілу Weibull з pdf є корисне відсутність змінної подання і, отже, пов'язаний з ним алгоритм EM (очікування-максимізація), який можна використовувати для пошуку MLE з , а не з використанням прямого чисельна оптимізація?x1,,xn

fk(x)=kxk1exkx>0
fk(x)=Zgk(x,z)dz
к

2
Чи є цензура?
окрам

2
Що не так з рапсоном Ньютона?
ймовірністьлогічний

2
@probabilityislogic: нічого поганого немає! Мій студент хотів би знати, чи є версія ЕМ, це все ...
Сіань

1
Чи можете ви навести приклад того, що ви шукаєте в іншому, більш простому контексті, наприклад, можливо, зі спостереженнями за гауссовою або рівномірною випадковою змінною? Коли всі дані спостерігаються, я (і деякі інші афіші, виходячи з їх коментарів) не бачу, наскільки ЕМ має відношення до вашого питання.
ахфосс

1
@probabilityislogic Я думаю, ти повинен був сказати: "О, ти маєш на увазі, що ти хочеш ВИКОРИСТОВАТИ Ньютона Рафсона?". Вейбули - це звичайні сім’ї… Я думаю, рішення ML є унікальними. Тому EM не має нічого над "E", тому ви просто "M" ing ... і знайти коріння рівнянь балів - це найкращий спосіб зробити це!
AdamO

Відповіді:


7

Я думаю, що відповідь - так, якщо я правильно зрозумів питання.

Запишіть . Тоді ЕМ типу алгоритм ітерації, починаючи з, наприклад , до = 1 , єzi=xikk^=1

  • Е z^i=xik^

  • М k^=n[(z^i1)logxi]

Це особливий випадок (випадок без цензури та без коваріатів) ітерації, запропонованої для моделей пропорційної небезпеки Вейбулла Еткін та Клейтон (1980). Це також можна знайти у розділі 6.11 Aitkin et al (1989).

  • Aitkin, M. and Clayton, D., 1980. Пристосування експоненціальних, Вейбульських та екстремальних розподілів величин до складних цензурованих даних про виживання за допомогою GLIM. Прикладна статистика , стор.156-163.

  • Айткін, М., Андерсон, Д., Френсіс, Б. та Хінде, Дж., 1989. Статистичне моделювання в GLIM . Oxford University Press. Нью-Йорк.


Велике спасибі Давид! Ставлення до як до відсутньої змінної ніколи не спадало мені на думку ...! хiк
Сіань

7

Вейбулла MLE тільки чисельно розв'язана:

Нехай зβ,

fλ,β(х)={βλ(хλ)β-1е-(хλ)β,х00,х<0
.β,λ>0

1) Likelihoodfunction :

Lх^(λ,β)=i=1Nfλ,β(хi)=i=1Nβλ(хiλ)β-1е-(хiλ)β=βNλNβе-i=1N(хiλ)βi=1Nхiβ-1

лог-Likelihoodfunction :

х^(λ,β): =lnLх^(λ,β)=Nlnβ-Nβlnλ-i=1N(хiλ)β+(β-1)i=1Nlnхi

2) Проблема MLE : 3) Максимізаціязаградієнтами0: l

макс(λ,β)R2х^(λ,β)вулλ>0β>0
0 Звідси випливає: -Nβ1
лλ=-Nβ1λ+βi=1Nхiβ1λβ+1=!0лβ=Nβ-Nlnλ-i=1Nln(хiλ)еβln(хiλ)+i=1Nlnхi=!0
λ= ( 1
Nβ1λ+βi=1Nxiβ1λβ+1=0β1λN+β1λi=1Nxiβ1λβ=01+1Ni=1Nxiβ1λβ=01Ni=1Nxiβ=λβ
λ=(1Ni=1Nxiβ)1β

Підключення до другого стану градієнта 0:λ

β=[i=1Nxiβlnxii=1Nxiβlnx¯]1

Це рівняння вирішується лише чисельно, наприклад, алгоритм Ньютона-Рафсона. Β * , то можна помістити в Л * , щоб завершити оцінювач ML для розподілу Вейбулла.β^λ


11
На жаль, це, здається, не дає жодного помітного відповіді на питання. ОП дуже чітко усвідомлює Ньютон-Рафсон та пов'язані з цим підходи. Доцільність NR жодним чином не перешкоджає існуванню представленої відсутньої змінної або пов'язаного з ним алгоритму ЕМ. На мою оцінку, питання взагалі не стосується чисельних рішень, а скоріше є зондуванням для розуміння, яке могло б стати очевидним, якби був продемонстрований цікавий підхід із змінною зміною.
кардинал

@cardinal Одне сказати, що існувало лише числове рішення, а інша - показати, що існує лише числове рішення.
emcor

5
Шановний @emcor, я думаю, що ти можеш нерозуміти те, що задаєш питання. Можливо, перегляд іншої відповіді та пов’язаного потоку коментарів було б корисним. Ура.
кардинал

@cardinal Я погоджуюся, що це не пряма відповідь, але саме точні вирази для MLE, наприклад, можуть використовуватися для перевірки ЕМ.
emcor

4

Хоча це старе питання, схоже, що відповідь є у публікації, опублікованій тут: http://home.iitk.ac.in/~kundu/interval-censoring-REVISED-2.pdf

У цій роботі було розглянуто аналіз даних, що цензуруються інтервалом, з розподілом Вейбулла як основного розподілу протягом життя. Передбачається, що механізм цензури є незалежним та неінформативним. Як очікується, максимальну оцінку ймовірності не можна отримати в закритому вигляді. У наших імітаційних експериментах спостерігається, що метод Ньютона-Рафсона може не збігатися багато разів. Запропоновано алгоритм максимізації очікування для обчислення максимальної оцінки ймовірності, і він конвергується майже весь час.


1
Чи можете ви опублікувати повне посилання на папір за посиланням, якщо він загине?
gung - Відновити Моніку

1
Це алгоритм EM, але не робити те , що я вважаю , що ОП хоче. Швидше, Е-крок імпулює цензуровані дані, після чого на етапі М використовується алгоритм фіксованої точки з повним набором даних. Тож М-крок не знаходиться в закритому вигляді (що, на мою думку, шукає ОП).
Кліф АВ

1
@CliffAB: дякую за посилання (+1), але насправді ЕМ, природно, викликається в цій роботі цензурною частиною. Мій колишній студент шукав просту безцензурну оптимізацію ймовірності Вейбула за допомогою ЕМ.
Сіань

-1

k(t)

k1k2


6
Я думаю, що ви, можливо, неправильно трактували точку питання, а саме: Чи існує якась відсутність змінної інтерпретації, з якої можна було б отримати задану ймовірність Вейбула (і яка дозволила б застосувати EM-подібний алгоритм)?
кардинал

4
Постановка питання в посту @ Xi'an досить чітка. Я думаю, що причина, на яку не отримали відповіді, полягає в тому, що будь-яка відповідь, ймовірно, нетривіальна. (Це цікаво, тому я б хотів, щоб у мене було більше часу на це подумати.) У будь-якому випадку ваш коментар видається непорозумінням алгоритму ЕМ. Можливо, протиотрутою послужить наступне:
кардинал

6
f(x)=πφ(xμ1)+(1π)φ(xμ2)φF(x)=xf(u)duU1,,UnXi=F1(Ui)X1,,Xn

4
R2×[0,1]ккхк-1е-хк
ахфосс

3
ZiXi=1(Zi>μ)
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.