भट्टाचार्य दूरी और केएल विचलन के बीच अंतर


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मैं निम्नलिखित प्रश्नों के लिए एक सहज व्याख्या की तलाश में हूं:

सांख्यिकी और सूचना सिद्धांत में, भट्टाचार्य दूरी और केएल विचलन के बीच अंतर क्या है, दो असतत संभावना वितरण के बीच अंतर के उपाय के रूप में?

क्या उनके पास बिल्कुल कोई संबंध नहीं है और दो संभावना वितरण के बीच की दूरी को पूरी तरह से अलग तरीके से मापते हैं?

जवाबों:


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भट्टाचार्य गुणांक के रूप में परिभाषित किया गया है और एक दूरी में बदल सकता है के रूप में जिसे हेलिंगर दूरी कहा जाता है । इस बीच एक कनेक्शन Hellinger दूरी और Kullback-Leibler विचलन है

डीबी(पी,क्ष)=पी(एक्स)क्ष(एक्स)एक्स
एच(पी,क्ष)
एच(पी,क्ष)={1-डीबी(पी,क्ष)}1/2
कश्मीरएल(पीक्ष)2एच2(पी,क्ष)=2{1-डीबी(पी,क्ष)}

हालाँकि, यह सवाल नहीं है: यदि भट्टाचार्य की दूरी को d_B (p, q) \ stackrel {\ text {def}} {=} - \ log D_B (p, q) \ _ के रूप में परिभाषित किया गया है ,

बी(पी,क्ष)=डीईएफ़-लॉगडीबी(पी,क्ष),
तो
बी(पी,क्ष)=-लॉगडीबी(पी,क्ष)=-लॉगपी(एक्स)क्ष(एक्स)एक्स=डीईएफ़-लॉग(एक्स)एक्स=-लॉग(एक्स)पी(एक्स)पी(एक्स)एक्स-लॉग{(एक्स)पी(एक्स)}पी(एक्स)एक्स=-12लॉग{2(एक्स)पी2(एक्स)}पी(एक्स)एक्स=-12लॉग{क्ष(एक्स)पी(एक्स)}पी(एक्स)एक्स=12कश्मीरएल(पीक्ष)
इसलिए, असमानता दो दूरियाँ
कश्मीरएल(पीक्ष)2बी(पी,क्ष)
एक व्यक्ति आश्चर्यचकित हो सकता है कि क्या यह असमानता पहले वाले से है। यह विपरीत होता है: चूंकि
-एलजी(एक्स)1-एक्स0एक्स1,
यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

हमारे पास पूरा ऑर्डर

कश्मीरएल(पीक्ष)2बी(पी,क्ष)2एच(पी,क्ष)2

2
प्रतिभाशाली! यह स्पष्टीकरण वह होना चाहिए जिसकी मैं उत्सुकता से तलाश कर रहा हूं। बस एक आखिरी सवाल: किस मामले में (या किस प्रकार के पी और क्यू) असमानता समानता बन जाएगी?
ज्वैलस्यू २ Jewel

1
यह देखते हुए कि समारोह सख्ती से उत्तल है, मैं ग्रहण करेंगे जब अनुपात समानता के लिए केवल मामला है में स्थिर है । पी ( एक्स ) / q ( x ) x-लॉग()पी(एक्स)/क्ष(एक्स)एक्स
शीआन

5
और केवल मामला है जब में स्थिर है जब है । x p = qपी(एक्स)/क्ष(एक्स)एक्सपी=क्ष
शीआन

8

मुझे दोनों के बीच किसी भी स्पष्ट संबंध का पता नहीं है, लेकिन मैंने जो पाया वह देखने के लिए उन पर एक त्वरित प्रहार करने का फैसला किया। तो यह बहुत जवाब नहीं है, लेकिन अधिक ब्याज की बात है।

सरलता के लिए, आइए असतत वितरणों पर काम करें। हम ई.पू. दूरी के रूप में लिख सकते हैं

ईसा पूर्व(पी,क्ष)=-lnΣएक्स(पी(एक्स)क्ष(एक्स))12

और केएल विचलन के रूप में

केएल(पी,क्ष)=Σएक्सपी(एक्स)lnपी(एक्स)क्ष(एक्स)

अब हम लॉग को दूरी पर योग के अंदर धकेल नहीं सकते हैं , तो चलिए लॉग को the विचलन के बाहर खींचने की कोशिश करते हैं :ईसा पूर्वकेएल

केएल(पी,क्ष)=-lnΠएक्स(क्ष(एक्स)पी(एक्स))पी(एक्स)

आइए उनके व्यवहार पर विचार करें जब को संभावनाओं पर एक समान वितरण होना तय है :पीn

केएल(पी,क्ष)=-lnn-ln(Πएक्सक्ष(एक्स))1nईसा पूर्व(पी,क्ष)=-ln1n-lnΣएक्सक्ष(एक्स)

बाईं ओर, हमारे पास कुछ का लॉग है जो ज्यामितीय माध्य के रूप में समान है । दाईं ओर, हमारे पास अंकगणितीय माध्य के लॉग के समान कुछ है । जैसा कि मैंने कहा, यह बहुत अधिक उत्तर नहीं है, लेकिन मुझे लगता है कि यह एक साफ अंतर्ज्ञान देता है कि बीसी दूरी और केएल विचलन कैसे और बीच विचलन पर प्रतिक्रिया करता है ।पीक्ष

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