Чи вимагає оцінка Байєса, щоб істинний параметр був можливою змінною попереднього?


9

Це може бути трохи філософським питанням, але тут ми ідемо: В теорії рішень ризик оцінки Байєса для визначається стосовно попереднього розподілу на .θ^(x)θ∈ΘπΘ

Тепер, з одного боку, для того, щоб справжня генерувала дані (тобто "існує"), повинна бути можливою змінною під , наприклад, мати ненульову ймовірність, ненульову щільність тощо; з іншого боку, невідомий, отже, вибір попереднього, тому ми не маємо гарантії, що справжнє є можливою змінною під нами .θθπθθπ

Тепер мені здається, що нам потрібно якось вибрати , щоб була можливою змінною. Інакше певні теореми не дотримуються. Наприклад, оцінка minimax не була б оцінкою Байєса як мінімум сприятливого попереднього, оскільки ми могли б зробити це попередньо довільно поганим, виключивши великий регіон навколо і включивши зі свого домену. Однак гарантувати, що справді є в домені, важко досягти.πθθθ

Отже, мої запитання:

  1. Чи прийнято вважати, що фактична є можливою змінною ?θπ
  2. Чи можна це гарантувати?
  3. Чи можна випадки, що порушують це, хоча б якось виявити, щоб не покладатися на такі теореми, як мінімакс, коли умови не дотримуються?
  4. Якщо це не потрібно, чому тоді дотримуються стандартні результати в теорії рішень?

Відповіді:


6

Дуже приємне запитання! Дійсно було б сенс, що "хороший" попередній розподіл дає позитивну ймовірність або значення позитивної щільності "істинному" параметру , але з чисто вирішальної точки зору це не повинно бути. Простий зустрічний приклад цієї "інтуїції", що повинен бути необхідним, коли є попередньою щільністю, а - "справжнім" значенням параметра, є блискучим результат мінімаксичності Казелла та Штрадермана (1981): при оцінці середнього середнього значення на основі одного спостереження з додатковим обмеженням, що ,θ0

π(θ0)>0
π(⋅)θ0μx∼N(μ,1)|μ|<ρρнедостатньо малий, конкретно , , оцінювач відповідає (найменш сприятливій) рівномірній до , що означає, що надає рівну вагу та ( і жодне інше значення середнього ) Коли збільшує найменш сприятливий попередній час, його підтримка зростає, але залишається кінцевим набором можливих значень. Однак заднє очікування, , може приймати будь-яке значення на .ρ≤1.0567{−ρ,ρ}π−ρρμ
π(θ)=12δ−ρ(θ)+12δρ(θ)
ρE[μ|x](−ρ,ρ)

Ядром дискусії (див. Коментарі) може бути те, що якби оцінювач Байєса обмежувався точкою підтримки , його властивості були б зовсім іншими.π(⋅)

Аналогічно, при розгляді допустимих оцінок оцінки Байєса, пов'язані з належним попереднім на компактному наборі, зазвичай є допустимими, хоча вони мають обмежену підтримку.

В обох випадках частофілістське поняття (мінімальність чи допустимість) визначається за можливим діапазоном параметрів, а не за значенням "справжнього" параметра (яке дає відповідь на запитання 4.) Наприклад, дивлячись на задній ризик або за ризиком Байєса не передбачає справжнього значення .

∫ΘL(θ,δ)π(θ|x)dθ
∫X∫ΘL(θ,δ)π(θ)f(x|θ)dθdx
θ0

Крім того, як зазначено у вищенаведеному прикладі, коли оцінювач Байєса визначається формальним виразом, таким як заднє середнє для квадратичної (або ) втрати, цей оцінювач може приймати значення поза підтримкою у випадках, коли ця підтримка не опукла.

θ^π(x)=∫Θθπ(θ|x)dθ
L2π

Як осторонь, при читанні

щоб справжнє θ генерувало дані (тобто "існує"), θ повинна бути можливою змінною при π, наприклад, мати ненульову ймовірність, ненульову щільність

Я вважаю це неправильним представленням значення попереднього. Попередній розподіл не повинен означати фактичного фізичного (або реального) механізму, який бачив значення параметра згенерованого з а потім спостереження породжене з . Попередній - це еталонний показник у просторі параметрів, який включає попередню інформацію та суб'єктивні уявлення про параметр, і це аж ніяк не є унікальним. Байєсівський аналіз завжди відносно попереднього, обраного для проведення цього байєсівського аналізу. Отже, немає абсолютної необхідності, щоб істинний параметр належав до підтримки . Очевидно, що коли ця підтримка є компактним підключеним набором,θ0πxf(x|θ0)πAбудь-яке значення параметра поза набором не може бути послідовно оцінено заднім середнім але це навіть не заважає оцінювачу бути прийнятним.Aθ^π


Щодо вашого останнього пункту, це мене бентежить: скажіть, у мене нормальний розподіл, коли є деяким достатньо невеликим від'ємним числом. Якщо з якихось дивних причин я поставив log-normal prior (підтримка ) на (незалежно від того, наскільки сенс має це значення), оцінювач Байєса за таким попереднім рівнем, безумовно, буде гіршим, ніж оцінка minimax , що не повинно статися. Але, можливо, я щось тут неправильно μ[0,+∞)μ
— трактую

1
Зазвичай, див. Бергер (1985), найменш сприятливий попередній рівень відповідає мінімальним ризикам.
— Сіань

1
Я тут дуже заплутався: ваша книга (глава 2), здавалося, припускає, що , а конкретно в теоремі 2.4.17, , де найменш сприятливий попереднє - дискретний розподіл по . Але я думаю, я повинен був прочитати сторінку 10 уважніше ;-)θ∼π(θ)Θ=[−m,m]Θ
— user32849

1
Комплексний ризик не передбачає "істинного" параметра на жодному етапі. Тож у цьому сенсі це не має значення.
— Сіань

1
Отже, у певному сенсі ризик охоплює очікувані нами збитки, а не ті, які ми насправді зазнаємо. Це було надзвичайно корисно, велике спасибі!
— користувач32849

8
  1. Так, зазвичай вважається, що справжня знаходиться в області попереднього. Відповідальність статистику полягає в тому, щоб побачити, що це так.θ

  2. Зазвичай, так. Наприклад, оцінюючи середній або параметри розташування, будь-який попередній на матиме справжнє значення у своїй області. (Якщо, як відомо, параметр перевищує нуль, наприклад, "середня кількість дорожньо-транспортних пригод на Бей-Бридж на день", очевидно, попередній не повинен включати негативні значення.) Якщо ми оцінюємо ймовірність, будь-яка до матиме справжнє значення у своїй області. Якщо ми будуємо пріоритет на дисперсійному терміні, будь-який до матиме справжнє значення у своїй області ... тощо.(−∞,∞)[0,1](0,∞)

  3. Якщо ваш задній стіл "складений" на одному краю домену попереднього, а ваш попередній накладає зайве обмеження для домену на тому самому краю, це спеціальний показник того, що непотрібне обмеження може викликати у вас проблеми. Але це має відбуватися лише у тому випадку, якщо: а) ви побудували попередник, форма якого в значній мірі визначається зручністю замість фактичних попередніх знань; і б) формованість, спричинена зручністю попереднього обмеження домену параметра, підмножиною того, що його " природним "доменом можна вважати таке.

Прикладом такого є стара, сподіваюсь, давно застаріла практика обмеження попереднього на дисперсійному терміні трохи від нуля, щоб уникнути потенційних обчислювальних труднощів. Якщо справжнє значення дисперсії знаходиться між обмеженим і нульовим, ну ... але насправді роздуми про потенційні значення дисперсії, задані даними, або (наприклад, замість того, щоб надати пріоритет на журнал дисперсії, дозволить Ви можете уникнути цієї проблеми, і подібні легкі кмітливості повинні дозволяти вам уникати пріорів, що обмежують домен взагалі.

  1. Відповів №1.

2
За випадковість того, хто повернувся до відповідальності, повернеться - чому "не корисний"?
— jbowman

3

Проста, інтуїтивно зрозуміла відповідь, що попередньо відображає ваші попередні знання про і мінімальний рівень знань, який ви повинні мати, - це домен. Якщо ви користуєтесь обмеженими раніше, то ви припускаєте, що значення поза межами меж мають нульову ймовірність, неможливі, і це дуже сильне припущення, яке не повинно бути зроблено без гарного обґрунтування. Ось чому люди, які не хочуть робити чітких попередніх припущень, використовують невиразні пріорі наθ−∞ to∞.

Крім обмеженого випадку, коли ваш зразок зростає, або точніше передає більше інформації, ваш задній край повинен нарешті сходитися до θ незалежно від попереднього .

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.