人工智能

贝叶斯线性回归:从点估计到分布

导读:PRML 第 3 章用线性回归演示完整的贝叶斯流程:先验、似然、后验、预测分布,每一步都是分布而不是点。

后验的计算

高斯噪声加高斯先验下后验仍是高斯:正则化在贝叶斯语言里就是先验。后验均值恰等于岭回归解(惩罚系数为先验噪声比)。

数据越多后验越窄:先验的影响被似然稀释。极限数据下后验收敛到真实参数附近——贝叶斯与频率派在大数据处握手。

预测分布

对权重积分得预测分布:均值等于后验均值预测,方差等于数据噪声加参数不确定性的传播。样本外预测在训练点附近更窄——不确定度知道自己在哪缺数据。

这是贝叶斯的核心卖点:不仅预测,还报告预测的置信度。主动学习、安全控制、科学推断都靠这份不确定度。

证据与模型选择

边缘似然(证据)同时惩罚拟合差与过复杂模型——奥卡姆剃刀的数学化。用证据选超参避免留出集,PRML 第 3.5 节完整示范。

常见误区

  • 把 MAP 当贝叶斯(MAP 只是后验众数,丢失分布信息)。
  • 预测分布只报均值不报方差。

吃透自检

  • 能推导后验均值与岭回归的等价
  • 能写出预测分布的均值与方差公式
  • 能用证据做超参选择

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