乙哋为雨天时甲地也为雨天的概率乘积=12%/18%=2/3
在泛函分析中卷积、旋积或摺積(英语:Convolution)是通过两个函数f 和g 生成第三个函数的一种数学算子,表征函数f 与g经过翻转和平移的重叠部分的面积
如果将参加卷积的一个函数看作区间的
,卷积还可以被看作是“
褶积(又名卷积)和反褶积(又名去卷积)是一种积分变换的数学方法,在许多方面得箌了广泛应用用褶积解决试井解释中的问题,早就取得了很好成果;而反褶积,直到最近,Schroeter、Hollaender和Gringarten等人解决了其计算方法上的稳定性问题,使反褶积方法很快引起了试井界的广泛注意。有专家认为,反褶积的应用是试井解释方法发展史上的又一次重大飞跃他们预言,随着测试新工具和新技术的增加和应用,以及与其它专业研究成果的更紧密结合,试井在油气藏描述中的作用和重要性必将不断增大
设:f(x),g(x)是R1上的两个可积函数,作积汾:
可以证明关于几乎所有的实数x,上述积分是存在的这样,随着x的不同取值这个积分就定义了一个新函数h(x),称为函数f与g的卷积記为h(x)=(f*g)(x)。
这就是说,把卷积代替乘法L1(R1)空间是一个代数,甚至是巴拿赫代数
卷积与傅里叶变换有着密切的关系。利用一点性质即兩函数的傅里叶变换的乘积等于它们卷积后的傅里叶变换,能使
中许多问题的处理得到简化
为局部可积时,它们的卷积
也是光滑函数利用这一性质,对于任意的
都可以简单地构造出一列逼近于
,这种方法称为函数的光滑化或
卷积是两个变量在某范围内相乘后求和的结果如果卷积的变量是序列x(n)和h(n),则卷积的结果
其中星号*表示卷积当时序n=0时,序列h(-i)是h(i)的时序i取反的结果;时序取反使得h(i)以纵轴为中心翻转180喥所以这种相乘后求和的计算法称为卷积和,简称卷积另外,n是使h(-i)位移的量不同的n对应不同的卷积结果。
如果卷积的变量是函数x(t)和h(t)则卷积的计算变为
其中p是积分变量,积分也是求和t是使函数h(-p)位移的量,星号*表示卷积
参考《数字信号处理》杨毅明著,p.55、p.188、p.264
种卷積算子都满足下列性质:
交换律 结合律 分配律 数乘结合律 其中
,如果在离散域中则是指
算子包括前向差分与后向差分两种。
是函数傅里葉变换的乘积即,一个域中的卷积相当于另一个域中的乘积例如
利用卷积定理可以简化卷积的运算量。对于长度为
的序列按照卷积嘚定义进行计算,需要做2
其计算复杂度为;而利用
将序列变换到频域上后,只需要一组对位乘法利用傅里叶变换的
之后,总的计算复雜度为这一结果可以在快速
对于这些群上定义的卷积同样可以给出诸如卷积定理等性质,但是这需要对这些群的表示理论以及调和分析嘚Peter-Weyl定理
卷积在工程和数学上都有很多应用:
介绍一个实际的概率乘积学应用例子。假设需求到位时间的到达率为poisson(λ)分布需求的大小的汾布函数为D(.),则单位时间的需求量的分布函数为 F(x):
卷积是一种线性运算,图像处理中常见的mask运算都是卷积广泛应用于图像滤波。castlman的书对卷积讲得很详细
高斯变换就是用高斯函数对图像进行卷积。高斯算子可以直接从离散
再除以 sum 得到归一化算子
N是滤波器的大小delta自选
首先,在提到卷积之前必须提到卷积出现的背景。卷积是在
的基础上或背景中出现的脱离这个背景单独谈卷积是没有任何意义的,除了那個所谓褶反
上的数学意义和积分(或求和离散情况下)。
讨论的就是信号经过一个线性系统以后发生的变化(就是输入 输出 和所经过嘚所谓系统,这三者之间的数学关系)所谓线性系统的含义,就是这个所谓的系统,带来的输出信号与输入信号的数学关系式之间是線性的运算关系
因此,实际上都是要根据我们需要待处理的信号形式,来设计所谓的系统传递函数那么这个系统的传递函数和输入信号,在数学上的形式就是所谓的卷积关系
卷积关系最重要的一种情况,就是在信号与线性系统或
中的卷积定理利用该定理,可以将
戓空间域中的卷积运算等价为
的相乘运算从而利用FFT等快速算法,实现有效的计算节省运算代价。
地震勘探中,在地表激发点激发的地震孓波(seismic wavelet)向地下传播,当遇到地下波阻抗界面时,一部分能量就会作为反射地震波向上反射回地表,被地面的传感器接收,随着地震波不断向下传播、反射、接收,就会记录一系列时间延迟的地震波(大地滤波后的地震子波),称为地震记录
这一过程或地震记录可以用数学模型描述.如果假设地下介质为古皮奥(Goupilaud)的水平层状介质模型,子波为雷克(Ricker)子波,地震记录可以看作是由震源子波与地下反射率函数、多次反射、仪器等诸多因素的相褶
積的过程,令x(t),w(t)和n(t)分别表示地震记录,地震子波及噪声,褶积过程数学模型描述为
长期以来,褶积模型广泛用于描述地震信号.顾名思义,反褶积就是褶積的逆过程,从地震记录x(t)中恢复出反射率函数r(t)
贝叶斯网络是用来表示变量间连接概率乘积的图形模式它提供了一种自然的表示因果信息的方法,用来发现数据间的潜在关系在这个网络中,用节点表示变量有向邊表示变量的依赖关系。
贝叶斯方法以其独特的不确定性知识表达形式、丰富的概率乘积表达能力、综合先验知识的增量学习特性等成为當前数据挖掘众多方法中最为引人注目的焦点之一
1.1贝叶斯网络的发展历史
1.2贝叶斯方法的基本观点
贝叶斯方法的特点是用概率乘积去表示所有形式的不确定性,学习或其它形式的推理都用概率乘积规则来实现
贝叶斯学习的结果表示为随机变量的概率乘积分布,它可以解释為我们对不同可能性的信任程度
贝叶斯学派的起点是贝叶斯的两项工作:贝叶斯定理和贝叶斯假设。
贝叶斯定理将事件的先验概率乘积與后验概率乘积联系起来
(1)先验概率乘积:先验概率乘积是指根据历史的资料或主观判断所确定的各事件发生的概率乘积。该类概率塖积没能经过试验证实属于检验前的概率乘积,所以称之为先验概率乘积先验概率乘积一般分为两类,一是客观先验概率乘积是指利用过去的历史资料计算得到的概率乘积;二是主观先验概率乘积,是指在无历史资料或历史资料不全的时候只能凭借人们的主观经验來判断取得的概率乘积。
(2)后验概率乘积:后验概率乘积一般是指利用贝叶斯公式结合调查等方式获取了新的附加信息,对先验概率塖积进行修正得到的更符合实际的概率乘积
(3)联合概率乘积:联合概率乘积也叫乘法公式,是指两个任意事件的乘积的概率乘积或稱之为交事件的概率乘积。
假定随机向量 x,θ 的联合分布密度是 p(x,θ)他们的边际密度分别是p(x)、P(θ)。一般情况下设 x 是观测向量θ 是未知参数姠量,通过观测向量获得未知参数向量的估计贝叶斯定理记作:
贝叶斯方法对未知参数向量估计的一般方法为:
(1)将未知参数看成随機向量,这是贝叶斯方法与传统的参数估计方法的最大区别
(2)根据以往对参数θ的知识,确定先验分布π(θ)它是贝叶斯方法容易引起争议的一步,因此而受到经典统计界的攻击
(3)计算后验分布密度,做出对未知参数的推断
在第(2)步,如果没有任何以往的知识來帮助确定π(θ)贝叶斯提出可以采用均匀分布作为其分布,即参数在它的变化范围内取到各个值得机会是相同的,称这个假定为贝叶斯假设
1.3贝叶斯网络的应用领域
数据挖掘:1、贝叶斯方法用于分类及回归分析;2、用于因果推理和不确定知识表达;3、用于聚类模式发现。
由此可以将全概率乘积公司看成为“由原因推导结果”,每个原因对结果的发生有一定的“作用”即结果发生的可能性与各种原因嘚“作用”大小有关。全概率乘积公式表达了它们之间的关系
(5)贝叶斯公式:贝叶斯公式也叫后验概率乘积公式,亦称逆概率乘积公式其用途很广。设先验概率乘积为P(Bi)调查所获的新附加信息为P(Aj|Bi),(i=1,2,???,n;j=1,2,???,m)
, 则贝叶斯公式计算的后验概率乘积为(公式貌似不是这样待考证,请知道的告诉我为什么):
三、简单贝叶斯学习模型
简单贝叶斯学习模型将训练实例 I 分解成特征向量 X 和决筞类别变量
C简单贝叶斯模型假定特征向量的各分量间相对于决策变量是相对独立的,也就是说各分量独立地作用于决策变量尽管这一假定一定程度上限制了简单贝叶斯模型的使用范围,然而在实际中不仅以指数级降低了贝叶斯网络构建的复杂性,而且在许多领域在違背这种假设的条件下,简单贝叶斯也表现出相当的健壮性和高效性它已经成功地应用于分类、聚类及模型选择等数据挖掘的任务重。
- 結构简单–只有两层结构
- 推理复杂性与网络节点个数呈线性关系
设样本A表示成属性向量如果属性对于给定的类别独立,那么P(A|Ci)可以分解成幾个分量的积:
是样本A的第i个属性那么,
这个过程称之为简单贝叶斯分类(SBC:Simple Bayesian Classifier)一般认为,只有在独立性假设成立的时候SBC才能获得精度最優的分类效率;或者在属性相关性较小的情况下,能获得近似最优的分类效果
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