概率论 科普

news2024/9/21 12:30:29

符号优先级

概率公式中一共有三种符号:分号 ; 、逗号 , 、竖线 | 。
; 分号代表前后是两类东西,以概率P(x;θ)为例,分号前面是x样本,分号后边是模型参数。分号前的 表示的是这个式子用来预测分布的随机变量x,分号后的 表示所需的相关参数θ。
, 逗号代表两个事件同时发生的概率,逗号连接两个事件,有时可以省略,如联合概率P(AB),等价于P(A,B)
| 竖线代表 if,以条件概率P(A|B)为例,A,B是随机试验E的两个随机试验,P(A|B)就是如果B事件发生的条件下,发生A事件的概率,结合图进行理解:
在这里插入图片描述

优先级, > | > ;
例子1: P(A|B,C)表示在B,C的条件下,发生A的概率。
例子2:P(y∣x ; α,ω​)表示:x发生条件下y的条件概率,该条件概率模型用参数α,ω建模(或者说用参数a,ω表示)。

注意
p ( x ∣ θ ) p(x | \theta) p(xθ)不总是代表条件概率,也就是说 p ( x ∣ θ ) p(x | \theta) p(xθ) 不代表条件概率时与 p ( x ; θ ) p(x ; \theta) p(x;θ) 等价。而一般地,写竖杠表示条件概率,是随机变量。
p ( x ; θ ) p(x ; \theta) p(x;θ) 中,分号后的 表示待估参数(是固定的,只是当前未知),应该可以直接认为是 p ( x ) p(x) p(x),加了,是为了强调说明这里有个 θ \theta θ 的参数, p ( x ; θ ) p(x ; \theta) p(x;θ) 意思是随机变量 X = x X=x X=x 的概率。在 贝叶斯理论下又叫 X = x X=x X=x 的先验概率。

和 扩散模型推导公式的联系

根据以上讨论的这些,现在讨论一个比较复杂的情况。比如, N ( x ; 0 , I ) \mathcal{N}(x;0,I) N(x;0,I)的意思是什么?
我们知道, N ( 0 , I ) \mathcal{N}(0,I) N(0,I)表示标准高斯分布,均值为0,方差为1,其本质上也是一个概率密度函数 f ( x ) = 1 σ 2 π e − 1 2 ( x − μ σ ) 2 f(x) = \frac{1}{{\sigma \sqrt{2\pi}}} e^{ -\frac{1}{2}\left(\frac{x-\mu}{\sigma}\right)^2} f(x)=σ2π 1e21(σxμ)2(标准高斯分布情况下为 f ( x ) = 1 2 π e − x 2 2 f(x) = \frac{1}{{\sqrt{2\pi}}} e^{ -\frac{x^2}{2}} f(x)=2π 1e2x2 )。从这里可以发现,一般的函数我们都是强调自变量本身(比如 x x x),而在概率论里面有时候强调的是函数参数本身(比如高斯分布的均值和方差),而淡化了输入变量 x x x。因此 N ( x ; 0 , I ) \mathcal{N}(x;0,I) N(x;0,I)相比与 N ( 0 , I ) \mathcal{N}(0,I) N(0,I)的区别就在于显式强调了函数的输入为 x x x
这下,就好理解扩散模型中的噪声公式了:
在这里插入图片描述
那么, q ( x t ∣ x t − 1 ) = N ( x t ; 1 − β t x t − 1 , β t I ) q(x_t | x_{t-1})=\mathcal{N}(x_t; \sqrt{1-\beta_t }x_{t-1}, \beta_t I) q(xtxt1)=N(xt;1βt xt1,βtI),这个公式何意义?
这个东西分多步看。首先,函数本身是个条件概率分布, q ( x t ∣ x t − 1 ) q(x_t | x_{t-1}) q(xtxt1) 表示 x t − 1 x_{t-1} xt1 已知的情况下, x t x_t xt 的分布 ( x t x_t xt取各种值的概率)。而后面的这个高斯分布则强调了其输入自变量为 x t x_t xt(因为是 x t x_t xt的概率密度函数,所以自变量当然是 x t x_t xt),而高斯分布的均值和方差则分别为
1 − β t x t − 1 和 β t I \sqrt{1-\beta_t }x_{t-1} 和 \beta_t I 1βt xt1βtI,与条件分布的条件 x t − 1 x_{t-1} xt1 有关。

全概率(概率函数连乘)

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图示可表示为:
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参考:
https://blog.csdn.net/shyjhyp11/article/details/133969095

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