计算方法
MCMC(Metropolis-Hastings、Gibbs)采样近似后验,变分推断用优化近似后验,是贝叶斯计算的现代工具。
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01定义
高维后验无闭式解时,计算登场:MCMC(Metropolis-Hastings、Gibbs)构造以后验为平稳分布的马尔可夫链来采样,变分推断则把采样问题化为优化问题。贝叶斯的深度取决于计算的能力。
02核心要点
01
MH 与 Gibbs
Metropolis-Hastings 用接受-拒绝保证细致平衡,链的平稳分布即后验;Gibbs 逐坐标条件采样——混合与收敛诊断(、有效样本量)是实操关键。
02
变分推断
在参数族 中最小化 :ELBO 是可微下界,随机梯度可扩展到百万级数据——快但偏,与 MCMC 互补。
03
现代前沿
HMC/NUTS(梯度哈密顿动力学)是 Stan 的引擎;归一化流与扩散模型开始承担后验采样任务——贝叶斯计算与生成模型合流。
03关键公式
04历史沿革
Metropolis 等 1953 年发明算法研究统计物理;Hastings 1970 年推广;Geman-Geman 1984 年 Gibbs;Jordan 等 1999 年系统化变分推断。
05应用与延伸
层级模型与广义混合模型、Stan/PyMC 等概率编程框架、深度学习贝叶斯神经网络、天体物理的参数推断(引力波信号)。
06交互演示
Bootstrap:重采样得到抽样分布增大 B:均值直方图逼近正态,标准误 = 分布的标准差