Кіріспе
Байес статистикасындағы "жақсы" шешім ережесінің түрі. Статистикалық шешім қабылдау теориясында, қабылданған шешім ережесі – бұл басқа ешқандай ереженің одан әрқашан "жақсы" (немесе кем дегенде кейде жақсы, ешқашан нашар емес) болмайтындай шешім қабылдау ережесі (төменде көрсетілгендей "жақсы" дегеніміз). Бұл ұғым Парето тиімділігімен сабақтас.
In statistical decision theory, an admissible decision rule is a rule for making a decision such that there is no other rule that is always "better" than it (or at least sometimes better and never worse), in the precise sense of "better" defined below. This concept is analogous to Pareto efficiency.
Бейес ережесі
Табиғаттың күйлері бойынша ықтималдық таралу болсын. Байестік көзқарас бойынша, біз оны алдын ала тарату деп қарастырамыз. Яғни, деректерді бақылау алдында табиғаттың күйлеріне қатысты біздің сенімді ықтималдық таратуымыз. Жиілікші үшін бұл тек функция, ешқандай арнайы түсіндіру жоқ. Шешім қағидасының Байес тәуекелі – бұл күтілім. Байес тәуекелін ең төмендетуші шешім қағидасы Байес қағидасы деп аталады. Мұндай Байес қағидалары бірнеше болуы мүмкін. Егер Байес тәуекелі барлық жағдайларда шексіз болса, онда Байес қағидасы анықталмайды.
A decision rule that minimizes is called a Bayes rule with respect to There may be more than one such Bayes rule. If the Bayes risk is infinite for all , then no Bayes rule is defined.
Жалпыланған Бейес ережесі
Шешім теориясындағы Байес тәсілінде байқалатын мән тұрақты деп есептеледі. Ал жиіліктік тәсіл (яғни, тәуекел) мүмкін үлгілер бойынша орташа мәнді есептесе, Байес тәсілі байқалатын үлгіні бекітіп, гипотезалар бойынша орташа мәнді есептейді. Осылайша, Байес тәсілінде байқалатын мәніміз үшін күтілетін шығынды қарастыру қажет, мұнда күту берілгеннің кейіннен алынған ықтималдығы бойынша жүзеге асырылады (Бейес теоремасы арқылы және оны қолдану арқылы). Әрбір берілген мән үшін күтілетін шығынды нақты көрсеткеннен кейін, күтілетін шығынды азайтатын әрекетті анықтау арқылы шешім қабылдау ережесін анықтай аламыз. Бұл мәнге байланысты жалпыланған Байес ережесі деп аталады, себебі бірдей күтілетін шығынға қол жеткізу үшін бірнеше жалпыланған Байес ережесі болуы мүмкін. Алғашқыда бұл алдыңғы бөлімдегі Байес ережесінен өзгеше болып көрінуі мүмкін, жалпылау емес. Дегенмен, Байес тәуекелі Байес әдісімен орташа есептеледі, ал Байес тәуекелін күтілетін шығынның күтуі ретінде қайта қалпына келтіруге болады (мұнда және ). Шамамен айтқанда, егер ол әрбір мән үшін жеке күтілетін шығынды азайтатын болса (яғни, жалпыланған Байес ережесі), онда ол осы күтілетін шығынның күтуін азайтады (яғни, Байес ережесі). Онда жалпыланған Байес ережесінің түсінігін жақсартудың қажеті бар ма? Шындығында, Байес ережесі бар және барлық мәндер оң ықтималдыққа ие болған кезде ол Байес ережесінің түсінігімен тең. Алайда, егер Байес тәуекелі шексіз болса (барлық мәндер үшін), онда Байес ережесі болмайды. Бұл жағдайда, кемінде, шекті күтілетін шығынға ие мәндер үшін ең аз күтілетін шығынды таңдайтын жалпыланған Байес ережесін анықтау пайдалы. Сонымен қатар, жалпыланған Байес ережесі қажет болуы мүмкін, өйткені ол әрбір мән үшін ең аз күтілетін шығынды таңдауы керек, ал Байес ережесі Байес тәуекеліне әсер етпей 0 өлшемі бар жиынтықта осы саясаттан ауытқуға рұқсат алады. Одан да маңыздысы, кейде дұрыс емес алдын ала ықтималдық қолдану ыңғайлы. Бұл жағдайда Байес тәуекелі тіпті дұрыс анықталмайды, сондай-ақ мәнге дұрыс үлестірім де жоқ. Дегенмен, кейіннен алынған ықтималдық – және демек, күтілетін шығын – әрбір мән үшін дұрыс анықталуы мүмкін, сондықтан жалпыланған Байес ережесін анықтау әлі де мүмкін.
where the expectation is over the posterior of given (obtained from and using Bayes' theorem). Having made explicit the expected loss for each given separately, we can define a decision rule by specifying for each an action that minimizes the expected loss. This is known as a generalized Bayes rule with respect to There may be more than one generalized Bayes rule, since there may be multiple choices of that achieve the same expected loss. At first, this may appear rather different from the Bayes rule approach of the previous section, not a generalization. However, notice that the Bayes risk already averages over in Bayesian fashion, and the Bayes risk may be recovered as the expectation over of the expected loss (where and ). Roughly speaking, minimizes this expectation of expected loss (i. e., is a Bayes rule) if and only if it minimizes the expected loss for each separately (i. e., is a generalized Bayes rule). Then why is the notion of generalized Bayes rule an improvement? It is indeed equivalent to the notion of Bayes rule when a Bayes rule exists and all have positive probability. However, no Bayes rule exists if the Bayes risk is infinite (for all ). In this case it is still useful to define a generalized Bayes rule , which at least chooses a minimum expected loss action for those for which a finite expected loss action does exist. In addition, a generalized Bayes rule may be desirable because it must choose a minimum expected loss action for every , whereas a Bayes rule would be allowed to deviate from this policy on a set of measure 0 without affecting the Bayes risk. More important, it is sometimes convenient to use an improper prior In this case, the Bayes risk is not even well defined, nor is there any well defined distribution over However, the posterior —and hence the expected loss—may be well defined for each , so that it is still possible to define a generalized Bayes rule.
(Жалпыластырылған) Бейес ережелерінің қабылдануы
Толық сынып теоремаларына сәйкес, қолайлы жағдайларда кез келген қабылданатын ереже (жалпыланған) Байес ережесі болып табылады (кейбір алдыңғы шартты — мүмкін дұрыс емес — сол ереже төмен тәуекелге қол жеткізетін үлестірілімдерді жақтайтын жағдайда). Осылайша, жиілік шешімдер теориясында тек (жалпыланған) Байес ережелерін қарастыру жеткілікті. Керісінше, дұрыс алдыңғы шарттарға сәйкес Байес ережелері көбінесе қабылданады, ал дұрыс емес алдыңғы шарттарға сәйкес жалпыланған Байес ережелері қабылданатын процедураларды бермейді. Штайн мысалы – осындай танымал жағдайдың бір мысалы.
Мысалдар
Джеймс-Стейн бағалаушысы – Гаусс кездейсоқ векторларының орташасын бағалаудың сызықтық емес әдісі және орташа квадраттық қателік функциясы бойынша ең кіші квадраттар әдісінен жоғары екені дәлелденеді. Осылайша, ең кіші квадраттар бағалауы бұл жағдайда қабылданмайтын бағалау процедурасы болып табылады. Нормалды таралымға байланысты басқа да бірқатар стандартты бағалаулар да қабылданбайды: мысалы, популяцияның орташа мәні мен дисперсиясы белгісіз болғанда дисперсияның үлгілік бағалауы.