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===一维函数映射===
 
===一维函数映射===
 +
 
首先,我们考虑最简单的情况:
 
首先,我们考虑最简单的情况:
 +
 
<math>
 
<math>
 
y=f(x)+\varepsilon, \varepsilon\sim\mathcal{N}(0,\epsilon^2)
 
y=f(x)+\varepsilon, \varepsilon\sim\mathcal{N}(0,\epsilon^2)
 
</math>
 
</math>
   −
其中,[math]x,y\in \mathcal{R}[/math]都是一维实数变量。我们计算这个随机映射的有效信息为:
+
其中,[math]x,y\in \mathcal{R}[/math]都是一维实数变量。按照有效信息的定义,我们需要对变量x进行干预,使其满足在其定义域空间上的均匀分布。如果x的定义域为一个固定的区间,如[a,b],其中a,b都是实数,那么x的概率密度函数就是[math]1/(b-a)[/math]。然而,当x的定义域为全体实数的时候,区间成为了无穷大,而x的概率密度函数就成为了无穷小。
   −
如果只存在观测噪声,设干预空间大小为<math>L
+
为了解决这个问题,我们假设x的定义域不是整个实数空间,而是一个足够大的区域:[math][-L/2,L/2][/math],其中L为该区间的大小。这样,该区域上的均匀分布的密度函数为:[math]1/L[/math],从而实施有效信息的计算。我们希望当[math]L\rightarrow +\infty[/math]的时候,EI能够收敛到一个有限的数。然而,实际的EI是一个和x定义域大小有关的量,所以EI是参数L的函数。这一点可以从EI的定义中看出:
   −
</math>,观测噪声<math>\epsilon\ll 1
+
<math>
 
+
\begin{aligned}
</math>,有效信息EI为:
+
EI&=I(y;x|do(x\sim U[-L/2,L/2]))\\
 
+
&=\int_{-L/2}^{L/2}\int_{f([-L/2,L/2])}p(x)p(y|x)\ln\frac{p(y|x)}{p(y)}dydx\\
<math>EI \approx \ln(\frac{L}{\sqrt{2\pi e}})+\frac{1}{2L}\int_{-L/2}^{L/2}\ln \left(\frac{f'(x)}{\epsilon}\right)^2dx.  
+
&=\int_{-L/2}^{L/2}\int_{f([-L/2,L/2])}\frac{1}{L}\frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}\exp\left(-\frac{(y-f(x))^2}{\sigma^2}\right)\ln\frac{\frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}\exp\left(-\frac{(y-f(x))^2}{\sigma^2}\right)}{\int_{-L/2}^{L/2}\frac{1}{L}\frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}\exp\left(-\frac{(y-f(z))^2}{\sigma^2}\right)dz}dydx
 +
\end{aligned}
 
</math>
 
</math>
    +
\approx \ln(\frac{L}{\sqrt{2\pi e}})+\frac{1}{2L}\int_{-L/2}^{L/2}\ln \left(\frac{f'(x)}{\epsilon}\right)^2dx.  
 
如果同时考虑两种噪声,并且如果干预空间大小为<math>L
 
如果同时考虑两种噪声,并且如果干预空间大小为<math>L
  
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