可以通过 2D 边缘重建 3D 联合分布吗?

机器算法验证 分布 数理统计
2022-02-06 10:32:41

假设我们知道 p(x,y)、p(x,z) 和 p(y,z),联合分布 p(x,y,z) 是可识别的吗?即,只有一个可能的 p(x,y,z) 具有以上边际?

3个回答

不。也许最简单的反例涉及三个独立的分布Bernoulli(1/2)变量Xi,其中所有八种可能的结果来自(0,0,0)通过(1,1,1)同样可能。这使得所有四个边际分布在{(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}.

考虑随机变量(Y1,Y2,Y3)均匀分布在集合上{(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1),(1,1,1)}. 这些具有相同的边缘(X1,X2,X3).


Douglas Hofstadter 的Godel, Escher, Bach的封面暗示了这些可能性。

数字

这些实体中的每一个在坐标平面上的三个正交投影(阴影)是相同的,但实体明显不同。尽管阴影与边际分布并不完全相同,但它们的功能与限制但不完全确定投射它们的 3D 对象的方式非常相似。

本着与 whuber 的回答相同的精神,

考虑联合连续随机变量U,V,W 具有联合密度函数

(1)fU,V,W(u,v,w)={2ϕ(u)ϕ(v)ϕ(w)    if u0,v0,w0,or if u<0,v<0,w0,or if u<0,v0,w<0,or if u0,v<0,w<0,0otherwise
在哪里ϕ()表示标准正态密度函数。

很清楚U,V, 和W 随机变量。同样清楚的是,它们不是 联合正态随机变量。然而,所有三对(U,V),(U,W),(V,W)成对的独立随机变量:事实上,独立的标准正态随机变量(因此成对的联合正态随机变量)。简而言之, U,V,W是成对独立但不相互独立的标准正态随机变量的示例。 有关更多详细信息,请参阅我的这个答案。

相反,如果X,Y,Z是相互独立的标准正态随机变量,那么它们也是成对独立的随机变量,但它们的联合密度是

(2)fX,Y,Z(u,v,w)=ϕ(u)ϕ(v)ϕ(w),  u,v,wR
这与关节密度不同(1). 因此,不,即使在边际单变量分布为标准正态且随机变量成对独立的情况下,我们也无法从双变量 pdf 中推断出三元联合 pdf。

您基本上是在询问是否可以仅使用沿 3 个主轴的图像进行CAT 重建。

不是……否则他们会这样做。:-) 有关更多文献,请参阅Radon 变换