计算 PDF 在恒定密度的闭合轮廓内的积分

机器算法验证 可能性 贝叶斯 置信区间 推理 数值积分
2022-03-19 20:23:58

我正在处理一些二维概率分布,这些概率分布来自我正在做的贝叶斯推理工作。这些 PDF 存储在规则间隔的笛卡尔网格上。

我觉得希望找到一个包含总概率的某个比例的恒定概率密度的轮廓是很常见的——比如一个或两个 sigma 值,或者可能是 95% 等。

据我所知,要评估这个轮廓,我们需要能够计算 PDF 在由轮廓界定的区域中的积分。我自己编写了一个方案,基于将两个闭合轮廓之间的区域分成一系列三角形来评估这样的积分,它似乎工作正常。

但是 - 这是一个常见的问题,我觉得必须有一种更优雅的方式来做到这一点,也许利用一些向量微积分?

如果有人对此有所了解,我将不胜感激。随意假设笛卡尔网格足够密集,可以使用插值来确定任意点的 PDF 值,并且分布是单模态的。

1个回答

蒙特卡洛方法为这个问题提供了一个简单的解决方案。

首先,我们需要从 PDF 中生成一个样本——这可以通过插值和拒绝采样来完成。我们需要存储每个样本的概率密度,而不是保留每个样本的坐标。

z是我们要计算积分的轮廓的密度。如果N是样本总数,并且m是密度值大于的样本数z, 然后

P(x_)zP(x_)dx_mN

可以增加样本数量以达到所需的任何精度,因为计算中的误差与1/N.