关于数据挖掘:R语言coda贝叶斯MCMC-MetropolisHastings采样链分析和收敛诊断可视化

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作为先决条件,咱们将应用几行代码,在代码中,咱们创立了一些测试数据,其中因变量 y 线性依赖于自变量 x(预测变量);定义线性模型拟合数据的可能性和先验;并实现一个简略的 Metropolis-Hastings MCMC 从该模型的后验散布中采样。

x = (-(sleze-1)/2):((sple-1)/2)



y =  treA * x + tuB + rnorm(n=sapeize,mean=0,sd=tuSd)

所以,让咱们运行 MCMC:

stavalue = c(4,2,8)

cn = rmtrisMCC(avae, 10000)

由 coda 促成的链的一些简略总结

好吧,coda 是一个 R 包,它提供了许多用于绘制和剖析后验样本的规范函数。为了使这些性能起作用,您须要将输入作为“mcmc”或“mcmc.list”类的对象,咱们将在前面探讨。

领有一个 coda 对象的益处是咱们通常想要用链做的很多事件都曾经实现了,所以例如咱们能够简略地 summary() 和 plot() 输入

summary(chn)



plot(cn)

它提供了一些对于控制台的有用信息和一个大抵如下所示的图:

图: 一个 coda 对象的 plot() 函数的后果

对 plot() 函数的后果:每一行对应一个参数,因而每个参数有两个图。右边的图称为轨迹图——它显示了参数在链运行时所取的值。右图通常称为边际密度图。基本上,它是轨迹图中值的(平滑的)直方图,即参数值在链中的散布。

边际密度暗藏了相关性

边际密度是参数取值与所有其余“边缘化”参数的平均值,即其余参数依据其后验概率具备任何值。通常,边际密度被视为贝叶斯剖析的次要输入(例如,通过报告它们的均值和标准差),但我强烈建议不要进一步剖析这种做法。起因是边际密度“暗藏”了参数之间的相关性,如果存在相关性,参数的不确定性在边际中仿佛要大得多。

Plot(data.frame(can))

在咱们的例子中,应该没有大的相关性,因为我以这种形式设置了示例

x = (-(samee-1)/2):((smeie-1)/2) + 20

再次运行 MCMC 并查看相关性应该会给你一个齐全不同的画面。

图: 不均衡 x 值拟合的边际密度(对角线)、配对密度(下图)和相关系数(上图)

您能够看到第一个和第二个参数(斜率和截距)之间的强相关性,并且您还能够看到每个参数 X2 的边际不确定性减少了。

请留神,咱们在这里只查看了配对相关性,可能依然有更高阶的交互不会呈现在这样的剖析中,所以你可能依然脱漏了一些货色。

收敛诊断

当初,到收敛:一个 MCMC 从后验散布创立一个样本,咱们通常想晓得这个样本是否足够靠近后验以用于剖析。有几种规范办法能够查看这一点,但我倡议应用 Gelman-Rubin 诊断。

cha2 = runmeooi_MCMC(arvue, 10000)



cominchns = mcmc.list(cai, ain2)



plot(coinchns)

后果图应该是这样的

图: 后果

diag 为您提供每个参数的比例缩减因子。因子 1 意味着方差和链内方差相等,较大的值意味着链之间依然存在显着差别。

改善收敛 / 混合

那么,如果还没有收敛怎么办?当然,你总是能够让 MCMC 运行更长时间,但另一个抉择是让它收敛得更快。可能会产生两件事:

  1. 与咱们从中抽样的散布相比,您的提议函数很窄——承受率高,但咱们没有失去任何后果,混合不好

  2. 与咱们从中抽样的散布相比,您的提议函数太宽了——承受率低,大部分工夫咱们都呆在原地


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正文完
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