가능도 함수(Likelihood func.)와 MLE

300:29:1·2022년 12월 12일
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가능도 함수

관찰된 데이터를 통해, 그 데이터의 분포를 설명하는 모수들을 추정할 수 있는 함수를 의미한다. 가능도 함수 L(θ;X)L(\theta;X)은 pdf P(X;θ)P(X;\theta)와 동일한 형태를 가진다.

L(θ;X)=P(X;θ),X=(x1,x2,...,xn)L(\theta;X) = P(X;\theta), X = (x_1, x_2, ... , x_n) 형태의 함수이다.
각 데이터 별 가능도가 나와서,

L(θ;X)=i=1nP(X;θ)L(\theta;X) = \displaystyle\prod_{i=1}^n P(X;\theta)

꼴이 된다.




MLE

최대가능도추정법을 의미한다.
L(θ;X)L(\theta;X)를 최대화 하는 모수 θ\theta를 찾는 과정이다.
이 방법을 통해 데이터 XX를 가장 잘 설명하는 분포의 모수 θ\theta를 찾을 수 있게 된다.
이때의 추정량을 MLE로 부르기로 한다.

θ^MLE=argmaxθL(θ;X)\hat{\theta}_{MLE} = \underset{\theta}{argmax}\>L(\theta;X)

log-likelihood func.

likelihood func.는 함수의 곱 형태로 표현되는 경우가 많아서 이를 합의 형태로 변환해주는 로그변환을 진행해준다.

로그변환은,
1. 변환해도 concavity가 깨지지 않는다.
2. 곱의 형태를 합의 형태로 바꿔준다.
그래서 사용가능하다.

이후 log-L func.을 미분하여 최대값을 구하는 등의 방법을 이용한다.

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