简单易学的机器学习算法——Gibbs采样

felixzhao

发布于 2018-03-20 15:52:08

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发布于 2018-03-20 15:52:08

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一、Gibbs采样概述

前面介绍的Metropolis-Hastings采样为从指定分布中进行采样提供了一个统一的框架，但是采样的效率依赖于指定的分布的选择，若是选择的不好，会使得接受率比较低，大量的采样被拒绝，影响到整体的收敛速度。

Gibbs采样是Metropolis-Hastings采样算法的特殊形式，即找到一个已知的分布，使得接受率α=1\alpha =1。这样，每次的采样都会被接受，可以提高MCMC的收敛速度。

二、Gibbs采样算法的流程

三、上述过程满足细致平稳条件

四、实验

4.1、前提

4.2、流程

4.3、实验代码

'''
Date:20160704
@author: zhaozhiyong
'''
import random
import math
import matplotlib.pyplot as plt

def p_ygivenx(x, m1, m2, s1, s2):
    return (random.normalvariate(m2 + rho * s2 / s1 * (x - m1), math.sqrt(1 - rho ** 2) * s2))

def p_xgiveny(y, m1, m2, s1, s2):
    return (random.normalvariate(m1 + rho * s1 / s2 * (y - m2), math.sqrt(1 - rho ** 2) * s1))

N = 5000
K = 20
x_res = []
y_res = []
m1 = 10
m2 = -5
s1 = 5
s2 = 2

rho = 0.5
y = m2

for i in xrange(N):
    for j in xrange(K):
        x = p_xgiveny(y, m1, m2, s1, s2)
        y = p_ygivenx(x, m1, m2, s1, s2)
        x_res.append(x)
        y_res.append(y)

num_bins = 50
plt.hist(x_res, num_bins, normed=1, facecolor='green', alpha=0.5)
plt.hist(y_res, num_bins, normed=1, facecolor='red', alpha=0.5)
plt.title('Histogram')
plt.show()