[AI] Bayes' Rule

JAsmine_log·2025년 9월 2일
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Bayes' Rule(베이즈 정리)

어떤 사건의 사전 확률(사건이 일어나기 전 우리가 아는 확률)을, 새로운 증거가 관찰된 후에 사후 확률로 갱신하는 방법

공식

P(AB)=P(BA)P(A)P(B)P(A \mid B) = \frac{P(B \mid A) \cdot P(A)}{P(B)}

용어 설명

  • P(A)P(A): 사건 AA사전 확률 (증거를 보기 전의 믿음).
  • P(BA)P(B \mid A): 사건 AA가 일어났을 때 증거 BB가 관찰될 가능도(우도, likelihood).
  • P(B)P(B): 증거 BB가 나타날 전체 확률.
  • P(AB)P(A \mid B): 증거 BB를 관찰한 후 사건 AA가 일어날 사후 확률.

💡 예시

의학 검사

가정:

  • 질병 유병률: P(D)=1%P(D) = 1\%.

  • 검사 정확도:

    • 환자가 질병이 있으면 양성일 확률: P(+D)=99%P(+ \mid D) = 99\%.
    • 환자가 질병이 없으면 양성일 확률(위양성): P(+¬D)=5%P(+ \mid \neg D) = 5\%.

문제:

  • 검사 결과가 양성일 때, 실제로 질병이 있을 확률은?

풀이

P(D+)=P(+D)P(D)P(+)P(D \mid +) = \frac{P(+ \mid D) \cdot P(D)}{P(+)}

여기서

P(+)=P(+D)P(D)+P(+¬D)P(¬D)P(+) = P(+ \mid D)\cdot P(D) + P(+ \mid \neg D)\cdot P(\neg D)
=(0.99)(0.01)+(0.05)(0.99)=0.0099+0.0495=0.0594= (0.99)(0.01) + (0.05)(0.99) = 0.0099 + 0.0495 = 0.0594

따라서

P(D+)=0.990.010.05940.167P(D \mid +) = \frac{0.99 \cdot 0.01}{0.0594} \approx 0.167

즉, 양성이 나와도 실제로 질병이 있을 확률은 약 **16.7%**밖에 되지 않는다.
(질병 자체가 매우 드물기 때문에 이런 결과가 나온다.)


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