importance sampling

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问题: 
g(x)已知,为x的函数,p(x)为随机变量x的概率密度函数,p(x)解析式已知,计算g(x)在p(x)分布下的均值(数字特征)。 
方法: 
Ep(x)(g(x))=∫xg(x)p(x)dx
Ep(x)(g(x))=∫xg(x)p(x)dx

但是现在的问题是此定积分很难计算,所以需要使用采样的方法。参照p(x)采样N个样本,按照如下方法计算: 
Ep(x)(g(x))≈E^p(x)(g(x))=1N∑i=1Ng(xi)
Ep(x)(g(x))≈E^p(x)(g(x))=1N∑i=1Ng(xi)

但是,问题又来了,很难从p(x)中采样! 
方法: 
选择一个容易采样的分布q(x),把计算均值的公式做如下转换: 
Ep(x)(g(x))=∫xg(x)p(x)dx=∫xg(x)p(x)q(x)q(x)dx=Eq(x)(g(x)p(x)q(x))
Ep(x)(g(x))=∫xg(x)p(x)dx=∫xg(x)p(x)q(x)q(x)dx=Eq(x)(g(x)p(x)q(x))
现在参照q(x)采样N个样本(x1,x2,……,xN),计算如下: 
Ep(x)(g(x))≈E^p(x)(g(x))=E^q(x)(g(x)p(x)q(x))=1N∑i=1N[g(xi)p(xi)q(xi)]
 

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