Ich glaube, dass die Ableitung eines Gaußschen Prozesses (GP) eine andere GP ist, und daher würde ich gerne wissen, ob es geschlossene Formgleichungen für die Vorhersagegleichungen der Ableitung eines GP gibt. Insbesondere verwende ich den quadratisch exponentiellen (auch als Gauß'schen) Kovarianzkern und möchte wissen, wie Vorhersagen über die Ableitung des Gauß'schen Prozesses getroffen werden können.
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Die kurze Antwort: Ja, wenn Ihr Gauß-Prozess (GP) differenzierbar ist, ist seine Ableitung wieder ein GP. Es kann wie jeder andere Allgemeinmediziner gehandhabt werden und Sie können prädiktive Verteilungen berechnen.
Aber da ein GP und seine Ableitung G 'G G′ eng miteinander verwandt sind, können Sie Eigenschaften von beiden voneinander ableiten.
Ein Null-Mittelwert GP mit Kovarianzfunktion differenzierbar ist (in mean square) , wenn K ' ( x 1 , x 2 ) = ∂ 2 KK existiert. In diesem Fall ist die Kovarianzfunktion vonG'gleichK'. Wenn der Prozess nicht Null-Mittelwert ist, muss auch die Mittelwertfunktion differenzierbar sein. In diesem Falldie Mittelwertfunktion vonG'ist die Ableitung der Mittelwertfunktion vonG.K′( x1, x2) = ∂2K∂x1∂x2( x1, x2) G′ K′ G′ G
(Weitere Details finden Sie in Anhang 10A von A. Papoulis "Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariablen und stochastische Prozesse".)
Da der Gaußsche Exponentialkern in jeder Größenordnung differenzierbar ist, ist dies für Sie kein Problem.
Dies ist unkompliziert, wenn Sie nur von Beobachtungen von G ' abhängig machen möchten.G′ : Wenn Sie die Ihnen bekannten Ableitungen und Kovarianzfunktionen berechnen können, können Sie daraus auf die gleiche Weise schließen wie mit jedem anderen GP.
Sie können aber auch eine Vorhersageverteilung für basierend auf Beobachtungen von G ableiten . Sie tun dies, indem Sie den hinteren Teil von G berechnenG′ G G Ihrer Beobachtungen auf die übliche Weise und dann 1. auf die Kovarianz und die mittlere Funktion des posterioren Prozesses anwenden.
Dies funktioniert auf die gleiche Weise umgekehrt, dh Sie bedingen, dass Beobachtungen von einen Posterior von G ergeben . In diesem Fall wird die Kovarianzfunktion von G durch Integrale von K 'gegeben und ist möglicherweise schwer zu berechnen, aber die Logik ist wirklich dieselbe.G′ G G K′
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Es ist. Siehe Rasmussen und Williams, Abschnitt 9.4 . Einige Autoren sprechen sich auch stark gegen den quadratischen exponentiellen Kern aus - er ist zu glatt.
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