理解马尔可夫平稳条件

2019-05-26 12:32:32 浏览数 (1)

理解Markov平稳条件

看到西瓜书的近似推断的地方,蹦出来一个马尔可夫平稳条件, p(xt)T(xt−1|xt)=p(xt−1)T(xt|xt−1)p(x^t)T(x^{t-1}|x^t)=p(x^{t-1})T(x^{t}|x^{t-1}),看到这着实蒙了一会,之后查找一些资料后,终于搞明白这个公式是怎么来的了。

Markov Chain

马尔可夫链是由一个条件分布表示的P(Xt 1|Xt)P(X_{t 1}|X_t),这个公式也被称为转移概率。P(Xt)P(X_t)表示当前时间X的概率分布。有P(Xt 1)=∫P(Xt 1|Xt)P(Xt)dXtP(X_{t 1})=int P(X_{t 1}|X_t)P(X_t)dX_t。当P(Xt 1=a)=P(Xt=a) ∀aXP(X_{t 1}=a) = P(X_t=a)spaceforall ain X 时,我们称为平稳状态。

Marcov平稳条件

为了简单,我们假设X只有两种取值a,b,当到达平稳状态时, [Pt 1(a),Pt 1(b)P_{t 1}(a),P_{t 1}(b)] = [Pt(a),Pt(b)P_{t}(a),P_{t}(b)].即:

pt(a),pt(b)

begin{matrix} p_{t}(a),p_{t}(b) end{matrix} *

Pa|aPa|bPb|aPb|b

begin{matrix} P_{a|a} & P_{b|a}\ P_{a|b} & P_{b|b} end{matrix}

=

[pt 1(a),pt 1(b)]

begin{bmatrix} p_{t 1}(a),p_{t 1}(b) end{bmatrix}

pt 1(a)=pt(a)Pa|a pt(b)Pa|bpt 1(b)=pt(a)Pb|a pt(a)Pb|b

begin{aligned} & p_{t 1}(a)=p_{t}(a)P_{a|a} p_{t}(b)P_{a|b}\ & p_{t 1}(b)=p_{t}(a)P_{b|a} p_{t}(a)P_{b|b} end{aligned} 因为pt 1(a)=pt(a),pt 1(b)=pt(b)p_{t 1}(a)=p_{t}(a),p_{t 1}(b)=p_{t}(b),所以

p(a)(1−Pa|a)=p(b)Pa|bp(a)Pb|a=p(b)Pa|b

begin{aligned} & p(a)(1-P_{a|a})=p(b)P_{a|b} \ & p(a)P_{b|a}=p(b)P_{a|b} end{aligned} 得证。

参考: 马尔可夫链

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