กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

การแจกแจงปกติทั่วไป

เปลี่ยนเส้นทางไปยังส่วนต่างๆ

การแจกแจงปกติทั่วไป ( GND ) หรือการแจกแจงเกาส์เซียนทั่วไป ( GGD ) เป็นหนึ่งในสองตระกูลของการแจกแจงความน่าจะเป็นต่อเนื่องบน เส้น จำนวนจริง แบบ

การแจกแจงปกติทั่วไป

การแจกแจงปกติทั่วไป ( GND ) หรือการแจกแจงเกาส์เซียนทั่วไป ( GGD ) เป็นหนึ่งในสองตระกูลของการแจกแจงความน่าจะเป็นต่อเนื่องบน เส้น จำนวนจริง แบบ พาราเมตริกทั้งสองตระกูลนี้เพิ่มพารามิเตอร์รูปร่างเข้าไปในการแจกแจงปกติเพื่อแยกแยะความแตกต่างระหว่างสองตระกูลนี้ จึงจะเรียกในที่นี้ว่า "สมมาตร" และ "อสมมาตร" อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่คำศัพท์มาตรฐาน

เวอร์ชันสมมาตร

สมมาตรทั่วไปปกติ
ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น
แผนภาพความหนาแน่นความน่าจะเป็นของการแจกแจงปกติทั่วไป
ฟังก์ชันการกระจายสะสม
กราฟแสดงฟังก์ชันการกระจายสะสมของการกระจายแบบปกติทั่วไป
พารามิเตอร์μ{\displaystyle \mu \,}ตำแหน่ง ( จริง )α{\displaystyle \alpha \,}มาตราส่วน (บวก, จริง )เบต้า{\displaystyle \beta \,}รูปร่าง (เชิงบวก, จริง )
สนับสนุนx(;+){\displaystyle x\in (-\infty ;+\infty )\!}
พีดี

เบต้า2αΓ(1/เบต้า)อี(|xμ|/α)เบต้า{\displaystyle {\frac {\beta }{2\alpha \Gamma (1/\beta )}}\;e^{-(|x-\mu |/\alpha )^{\beta }}}

Γ{\displaystyle \Gamma }หมายถึงฟังก์ชันแกมมา
ซีดีเอฟ

12+เข้าสู่ระบบ(xμ)12Γ(1/เบต้า)γ(1/เบต้า,|xμα|เบต้า){\displaystyle {\frac {1}{2}}+{\text{sign}}(x-\mu ){\frac {1}{2\Gamma (1/\beta )}}\gamma \left(1/\beta ,\left|{\frac {x-\mu }{\alpha }}\right|^{\beta }\right)}

ที่ไหนเบต้า{\displaystyle \beta }เป็นพารามิเตอร์รูปร่างα{\displaystyle \alpha }เป็นพารามิเตอร์มาตราส่วนและγ{\displaystyle \gamma }คือฟังก์ชันแกมมาล่างที่ไม่สมบูรณ์และไม่ได้ปรับค่ามาตรฐาน
ควอนไทล์

เข้าสู่ระบบ(พี0.5)[αเบต้าเอฟ1(2|พี0.5|;1เบต้า)]1/เบต้า+μ{\displaystyle {\text{sign}}(p-0.5)\left[\alpha ^{\beta }F^{-1}\left(2|p-0.5|;{\frac {1}{\beta }}\right)\right]^{1/\beta }+\mu }

ที่ไหนเอฟ1(พี;เอ){\displaystyle F^{-1}\left(p;a\right)}คือฟังก์ชันควอนไทล์ของการกระจายแกมมา[ 1 ]
หมายถึงμ{\displaystyle \mu \,}
ค่ามัธยฐานμ{\displaystyle \mu \,}
โหมดμ{\displaystyle \mu \,}
ความแปรปรวนα2Γ(3/เบต้า)Γ(1/เบต้า){\displaystyle {\frac {\alpha ^{2}\Gamma (3/\beta )}{\Gamma (1/\beta )}}}
ความเบี่ยงเบน 0
ความโค้งส่วนเกินΓ(5/เบต้า)Γ(1/เบต้า)Γ(3/เบต้า)23{\displaystyle {\frac {\Gamma (5/\beta )\Gamma (1/\beta )}{\Gamma (3/\beta )^{2}}}-3}
เอนโทรปี1เบต้าบันทึก[เบต้า2αΓ(1/เบต้า)]{\displaystyle {\frac {1}{\beta }}-\log \left[{\frac {\beta }{2\alpha \Gamma (1/\beta )}}\right]}[ 2 ]

การแจกแจงปกติทั่วไปแบบสมมาตรหรือที่รู้จักกันในชื่อการแจกแจง Subbotin [ 3 ]การแจกแจงกำลังเลขชี้กำลังหรือการแจกแจงข้อผิดพลาดทั่วไปเป็นตระกูลพาราเมตริกของการแจกแจงแบบสมมาตรประกอบด้วย การแจกแจง ปกติและ การแจกแจง Laplace ทั้งหมด และในกรณีจำกัด จะรวมถึงการแจกแจงเอกรูปต่อเนื่อง ทั้งหมด บนช่วงที่จำกัดของเส้นจำนวนจริง

ครอบครัวนี้รวมถึงการแจกแจงแบบปกติเมื่อเบต้า=2{\displaystyle \textstyle \beta =2}(โดยมีค่าเฉลี่ย)μ{\displaystyle \textstyle \mu }และความแปรปรวนα22{\displaystyle \textstyle {\frac {\alpha ^{2}}{2}}}) และรวมถึงการกระจายแบบลาปลาสเมื่อเบต้า=1{\displaystyle \textstyle \beta =1}.เช่นเดียวกับเบต้า{\displaystyle \textstyle \beta \rightarrow \infty }ความหนาแน่นจะลู่เข้าสู่ความหนาแน่นสม่ำเสมอแบบจุดต่อจุดบน(μα,μ+α){\displaystyle \textstyle (\mu -\alpha ,\mu +\alpha )} .

ตระกูลนี้อนุญาตให้มีหางที่หนักกว่าปกติ (เมื่อเบต้า<2{\displaystyle \beta <2})หรือเบากว่าปกติ (เมื่อเบต้า>2{\displaystyle \beta >2})เป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการกำหนดพารามิเตอร์ของความหนาแน่นแบบสมมาตรและแบนราบที่ต่อเนื่องกันตั้งแต่แนวตั้งฉาก ( )เบต้า=2{\displaystyle \textstyle \beta =2})ไปสู่ความหนาแน่นสม่ำเสมอ (เบต้า={\displaystyle \textstyle \beta =\infty })และ ความหนาแน่นแบบ เลปโตเคอร์ติก สมมาตรต่อเนื่อง ที่ครอบคลุมตั้งแต่ลาปลาซ ( )เบต้า=1{\displaystyle \textstyle \beta =1})ถึงความหนาแน่นปกติ (เบต้า=2{\displaystyle \textstyle \beta =2}) . พารามิเตอร์รูปร่างเบต้า{\displaystyle \beta }นอกจากนี้ยังควบคุมความแหลมคมของยอดแหลมนอกเหนือจากส่วนหาง ด้วย

การประมาณค่าพารามิเตอร์

การประมาณค่าพารามิเตอร์โดยใช้ความน่าจะเป็นสูงสุดและวิธีการของโมเมนต์ได้รับการศึกษาแล้ว[ 4 ]ค่าประมาณไม่มีรูปแบบปิดและต้องได้รับมาโดยวิธีการเชิงตัวเลข นอกจากนี้ยังมีการเสนอตัวประมาณค่าที่ไม่ต้องใช้การคำนวณเชิงตัวเลขอีกด้วย[ 5 ]

ฟังก์ชันลอการิทึมความน่าจะเป็นปกติทั่วไปมีอนุพันธ์ต่อเนื่องจำนวนอนันต์ (กล่าวคือ อยู่ในกลุ่มซี{\displaystyle C^{\infty }}(ของฟังก์ชันเรียบ ) เฉพาะในกรณีที่เบต้า{\displaystyle \textstyle \beta }เป็นจำนวนเต็มคู่บวก มิฉะนั้น ฟังก์ชันจะมีค่าเป็นเบต้า{\displaystyle \textstyle \lfloor \beta \rfloor }อนุพันธ์ต่อเนื่อง ส่งผลให้ผลลัพธ์มาตรฐานสำหรับความสอดคล้องและความปกติเชิงอะซิมโทติกของ การประมาณค่า ความน่าจะเป็นสูงสุดของเบต้า{\displaystyle \beta }ใช้ได้เฉพาะเมื่อเบต้า2{\displaystyle \textstyle \beta \geq 2} .

ตัวประมาณค่าความน่าจะเป็นสูงสุด

เป็นไปได้ที่จะปรับการแจกแจงปกติทั่วไปโดยใช้วิธีความน่าจะเป็นสูงสุด โดยประมาณ [ 4 ] [ 6 ]ด้วยμ{\displaystyle \mu }ตั้งค่าเริ่ม ต้นเป็นช่วงเวลาแรกของตัวอย่าง1{\displaystyle m_{1}}, เบต้า{\displaystyle \textstyle \beta }ค่า ⁠ถูกประมาณโดยใช้ วิธีการวนซ้ำแบบ นิวตัน-ราฟสันโดยเริ่มต้นจากการคาดเดาค่าเริ่มต้นที่เบต้า=เบต้า0{\displaystyle \textstyle \beta =\textstyle \beta _{0}} ,

เบต้า0=12,{\displaystyle \beta _{0}={\frac {m_{1}}{\sqrt {m_{2}}}},}

ที่ไหน

1=1เอ็นฉัน=1เอ็น|xฉัน|,{\displaystyle m_{1}={1 \over N}\sum _{i=1}^{N}|x_{i}|,}

คือ โมเมนต์ทางสถิติแรกของค่าสัมบูรณ์และ2{\displaystyle m_{2}}คือโมเมนต์ ทางสถิติที่สอง การวนซ้ำคือ

เบต้าฉัน+1=เบต้าฉันจี(เบต้าฉัน)จี(เบต้าฉัน),{\displaystyle \beta _{i+1}=\beta _{i}-{\frac {g(\beta _{i})}{g'(\beta _{i})}},}

ที่ไหน

จี(เบต้า)=1+ψ(1/เบต้า)เบต้าแอลเบต้าเอสเบต้า+บันทึก(เบต้าเอ็นเอสเบต้า)เบต้า,{\displaystyle g(\beta )=1+{\frac {\psi (1/\beta )}{\beta }}-{\frac {L_{\beta }}{S_{\beta }}}+{\frac {\log({\frac {\beta }{N}}S_{\beta })}{\beta }},}
จี(เบต้า)=ψ(1/เบต้า)เบต้า2ψ(1/เบต้า)เบต้า3+1เบต้า2เคเบต้าเอสเบต้า+แอลเบต้า2เอสเบต้า2+แอลเบต้าเบต้าเอสเบต้าบันทึก(เบต้าเอ็นเอสเบต้า)เบต้า2,{\displaystyle {\begin{aligned}g'(\beta )={}&-{\frac {\psi (1/\beta )}{\beta ^{2}}}-{\frac {\psi '(1/\beta )}{\beta ^{3}}}+{\frac {1}{\beta ^{2}}}-{\frac {K_{\beta }}{S_{\beta }}}\\[6pt]&{}+{\frac {L_{\beta }^{2}}{S_{\beta }^{2}}}+{\frac {L_{\beta }}{\beta S_{\beta }}}-{\frac {\log \left({\frac {\beta }{N}}S_{\beta }\right)}{\beta ^{2}}},\end{aligned}}}

เอสเบต้า=ฉัน=1เอ็น|xฉันμ|เบต้า,{\displaystyle S_{\beta }=\sum _{i=1}^{N}\left|x_{i}-\mu \right|^{\beta },}แอลเบต้า=ฉัน=1เอ็น|xฉันμ|เบต้าบันทึก|xฉันμ|,{\displaystyle L_{\beta }=\sum _{i=1}^{N}\left|x_{i}-\mu \right|^{\beta }\log \left|x_{i}-\mu \right|,}เคเบต้า=ฉัน=1เอ็น|xฉันμ|เบต้า(บันทึก|xฉันμ|)2,{\displaystyle K_{\beta }=\sum _{i=1}^{N}\left|x_{i}-\mu \right|^{\beta }\left(\log \left|x_{i}-\mu \right|\right)^{2},} และψ{\displaystyle \psi }และψ{\displaystyle \psi '}คือฟังก์ชันไดแกมมาและฟังก์ชันตรีแกมมาตามลำดับ

กำหนดค่าสำหรับเบต้า{\displaystyle \textstyle \beta }จึงสามารถประมาณค่าได้μ{\displaystyle \mu }โดยการหาค่าต่ำสุดของ:

นาทีμ=ฉัน=1เอ็น|xฉันμ|เบต้า{\displaystyle \min _{\mu }=\sum _{i=1}^{N}|x_{i}-\mu |^{\beta }}

ในที่สุดα{\displaystyle \textstyle \alpha }ได้รับการประเมินว่า

α=(เบต้าเอ็นฉัน=1เอ็น|xฉันμ|เบต้า)1/เบต้า.{\displaystyle \alpha =\left({\frac {\beta }{N}}\sum _{i=1}^{N}|x_{i}-\mu |^{\beta }\right)^{1/\beta }.}

สำหรับเบต้า1{\displaystyle \beta \leq 1}ค่ามัธยฐานเป็นตัวประมาณค่าที่เหมาะสมกว่าสำหรับμ{\displaystyle \mu }ครั้งหนึ่งμ{\displaystyle \mu }คาดการณ์ไว้ว่าเบต้า{\displaystyle \beta }และα{\displaystyle \alpha }สามารถประมาณได้ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น[ 4 ]

แอปพลิเคชัน

การแจกแจงปกติทั่วไปแบบสมมาตรถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองเมื่อความเข้มข้นของค่ารอบค่าเฉลี่ยและพฤติกรรมส่วนหางเป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษ[ 7 ] [ 8 ] สามารถใช้ตระกูลการแจกแจงอื่นๆ ได้หากเน้นที่ความเบี่ยงเบนอื่นๆ จากภาวะปกติ หากความสมมาตรของการแจกแจงเป็นสิ่งที่สนใจหลัก สามารถใช้ตระกูลการ แจกแจงปกติแบบเบ้หรือแบบอสมมาตรของตระกูลการแจกแจงปกติทั่วไปที่กล่าวถึงด้านล่างได้ หากพฤติกรรมส่วนหางเป็นสิ่งที่สนใจหลัก สามารถใช้ตระกูลการแจกแจง t ของนักเรียนได้ ซึ่งประมาณค่าการแจกแจงปกติเมื่อระดับความเป็นอิสระเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ การแจกแจง t แตกต่างจากการแจกแจงปกติทั่วไปนี้ตรงที่ได้ส่วนหางที่หนักกว่าปกติโดยไม่มีจุดแหลมที่จุดกำเนิด มีการนำไปใช้ในฟิสิกส์พลาสมาภายใต้ชื่อการแจกแจง Langdon ซึ่งเป็นผลมาจากการแผ่รังสีเบร็มส์สตรัลลิงแบบผกผัน[ 9 ]

ใน ปัญหา การถดถอยเชิงเส้นที่จำลองเป็นy~จีอีnอีเอฉันzอีเอ็นโอเอ(Xθ,α,พี){\displaystyle y\sim \mathrm {GeneralizedNormal} (X\cdot \theta ,\alpha ,p)}MLEจะเป็น​อาร์กนาทีθXθyพี{\displaystyle \arg \min _{\theta }\|X\cdot \theta -y\|_{p}}โดยใช้ค่าp-norm

คุณสมบัติ

ช่วงเวลา

อนุญาตXเบต้า{\displaystyle X_{\beta }}มีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์ การกระจายแบบเกาส์เซียนทั่วไปที่มีรูปร่างเบต้า{\displaystyle \beta }และพารามิเตอร์การปรับขนาดα{\displaystyle \alpha }ช่วงเวลาของXเบต้า{\displaystyle X_{\beta }} มีอยู่และมีจำนวนจำกัดสำหรับทุกเค{\displaystyle k}มากกว่า1{\displaystyle -1}สำหรับจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบใดเค{\displaystyle k}โมเมนต์กลางธรรมดาคือ [ 2 ]

อี[Xเบต้าเค]={0ถ้า เค มันแปลกนะαเคΓ(เค+1เบต้า)/Γ(1เบต้า)ถ้า เค เท่ากัน{\displaystyle \operatorname {E} \left[X_{\beta }^{k}\right]={\begin{cases}0&{\text{if }}k{\text{ is odd,}}\\\alpha ^{k}\Gamma \left({\frac {k+1}{\beta }}\right){\Big /}\,\Gamma \left({\frac {1}{\beta }}\right)&{\text{if }}k{\text{ is even.}}\end{cases}}}

ความเชื่อมโยงกับฟังก์ชันบวกแน่นอน

ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็นของการแจกแจงปกติทั่วไปแบบสมมาตรเป็นฟังก์ชันบวกแน่นอน สำหรับ เบต้า(0,2]{\displaystyle \beta \in (0,2]}[ 10 ] [ 11 ]

การหารที่ไม่มีที่สิ้นสุด

การแจกแจงแบบเกาส์เซียนทั่วไปแบบสมมาตรเป็นการแจกแจงที่แบ่งได้ไม่จำกัดก็ต่อเมื่อเบต้า(0,1]{2}{\displaystyle \beta \in (0,1]\cup \{2\}} . [ 10 ]

การสรุปโดยทั่วไป

การแจกแจงปกติทั่วไปแบบหลายตัวแปร กล่าวคือ ผลคูณของn{\displaystyle n}การแจกแจงกำลังเลขชี้กำลังที่เหมือนกันเบต้า{\displaystyle \beta }และα{\displaystyle \alpha }พารามิเตอร์ เป็นความหนาแน่นความน่าจะเป็นเพียงอย่างเดียวที่สามารถเขียนได้ในรูปแบบพี(x)=จี(xเบต้า){\displaystyle p(\mathbf {x} )=g(\|\mathbf {x} \|_{\beta })}และมีขอบเขตอิสระ[ 12 ]ผลลัพธ์สำหรับกรณีพิเศษของการแจกแจงปกติหลายตัวแปรนั้นเดิมทีเป็นผลงานของแม็กซ์เวลล์[ 13 ]

เวอร์ชันอสมมาตร

ปกติทั่วไปแบบไม่สมมาตร
ฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น
แผนภาพความหนาแน่นความน่าจะเป็นของการแจกแจงปกติทั่วไป
ฟังก์ชันการกระจายสะสม
กราฟแสดงฟังก์ชันการกระจายสะสมของการกระจายแบบปกติทั่วไป
พารามิเตอร์ξ{\displaystyle \xi \,}ตำแหน่ง ( จริง )α{\displaystyle \alpha \,}มาตราส่วน (บวก, จริง )κ{\displaystyle \kappa \,}รูปร่าง ( จริง )
สนับสนุนx(,ξ+α/κ) ถ้า κ>0{\displaystyle x\in (-\infty ,\xi +\alpha /\kappa ){\text{ if }}\kappa >0}x(,) ถ้า κ=0{\displaystyle x\in (-\infty ,\infty ){\text{ if }}\kappa =0}x(ξ+α/κ,+) ถ้า κ<0{\displaystyle x\in (\xi +\alpha /\kappa ,+\infty ){\text{ if }}\kappa <0}
พีดีϕ(y)ακ(xξ){\displaystyle {\frac {\phi (y)}{\alpha -\kappa (x-\xi )}}}, ที่ไหนy={1κบันทึก[1κ(xξ)α]ถ้า κ0xξαถ้า κ=0{\displaystyle y={\begin{cases}-{\frac {1}{\kappa }}\log \left[1-{\frac {\kappa (x-\xi )}{\alpha }}\right]&{\text{if }}\kappa \neq 0\\{\frac {x-\xi }{\alpha }}&{\text{if }}\kappa =0\end{cases}}}ϕ{\displaystyle \phi }เป็นไฟล์ PDF มาตรฐาน ปกติ
ซีดีเอฟΦ(y){\displaystyle \Phi (y)}, ที่ไหนy={1κบันทึก[1κ(xξ)α]ถ้า κ0xξαถ้า κ=0{\displaystyle y={\begin{cases}-{\frac {1}{\kappa }}\log \left[1-{\frac {\kappa (x-\xi )}{\alpha }}\right]&{\text{if }}\kappa \neq 0\\{\frac {x-\xi }{\alpha }}&{\text{if }}\kappa =0\end{cases}}}Φ{\displaystyle \Phi }คือCDF ปกติ มาตรฐาน
หมายถึงξακ(อีκ2/21){\displaystyle \xi -{\frac {\alpha }{\kappa }}\left(e^{\kappa ^{2}/2}-1\right)}
ค่ามัธยฐานξ{\displaystyle \xi \,}
ความแปรปรวนα2κ2อีκ2(อีκ21){\displaystyle {\frac {\alpha ^{2}}{\kappa ^{2}}}e^{\kappa ^{2}}\left(e^{\kappa ^{2}}-1\right)}
ความเบี่ยงเบน3อีκ2อี3κ22(อีκ21)3/2 เข้าสู่ระบบ(κ){\displaystyle {\frac {3e^{\kappa ^{2}}-e^{3\kappa ^{2}}-2}{(e^{\kappa ^{2}}-1)^{3/2}}}{\text{ sign}}(\kappa )}
ความโค้งส่วนเกินอี4κ2+2อี3κ2+3อี2κ26{\displaystyle e^{4\kappa ^{2}}+2e^{3\kappa ^{2}}+3e^{2\kappa ^{2}}-6}

การแจกแจงปกติทั่วไปแบบไม่สมมาตรเป็นตระกูลของการแจกแจงความน่าจะเป็นแบบต่อเนื่องซึ่งพารามิเตอร์รูปร่างสามารถใช้เพื่อแนะนำความไม่สมมาตรหรือความเบ้ได้[ 14 ] [ 15 ] เมื่อพารามิเตอร์รูปร่างเป็นศูนย์ จะได้การแจกแจงปกติ ค่าบวกของพารามิเตอร์รูปร่างจะให้การแจกแจงแบบเบ้ซ้ายที่มีขอบเขตด้านขวา และค่าลบของพารามิเตอร์รูปร่างจะให้การแจกแจงแบบเบ้ขวาที่มีขอบเขตด้านซ้าย เฉพาะเมื่อพารามิเตอร์รูปร่างเป็นศูนย์เท่านั้นที่ฟังก์ชันความหนาแน่นของการแจกแจงนี้จะเป็นบวกตลอดทั้งเส้นจำนวนจริง ในกรณีนี้ การแจกแจงจะเป็นการแจกแจงปกติ มิฉะนั้น การแจกแจงจะเป็นการ แจกแจงแบบลอกา ริทมิกปกติ แบบเลื่อนและอาจกลับด้านได้

การประมาณค่าพารามิเตอร์

สามารถประมาณค่าพารามิเตอร์ได้โดยใช้ วิธี การประมาณค่าความน่าจะเป็นสูงสุดหรือวิธีโมเมนต์ ค่าประมาณพารามิเตอร์ไม่มีสูตรตายตัว ดังนั้นจึงต้องใช้การคำนวณเชิงตัวเลขเพื่อหาค่าประมาณ เนื่องจากปริภูมิของตัวอย่าง (เซตของจำนวนจริงที่ความหนาแน่นไม่เป็นศูนย์) ขึ้นอยู่กับค่าที่แท้จริงของพารามิเตอร์ ผลลัพธ์มาตรฐานบางอย่างเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการประมาณค่าพารามิเตอร์จึงไม่สามารถนำมาใช้ได้โดยอัตโนมัติเมื่อทำงานกับกลุ่มตัวแปรนี้

แอปพลิเคชัน

การแจกแจงปกติแบบทั่วไปที่ไม่สมมาตรสามารถใช้สร้างแบบจำลองค่าที่อาจมีการกระจายแบบปกติ หรืออาจเบ้ขวาหรือเบ้ซ้ายเมื่อเทียบกับการแจกแจงปกติได้ การแจกแจงปกติแบบเบ้เป็นอีกหนึ่งการแจกแจงที่มีประโยชน์สำหรับการสร้างแบบจำลองความเบี่ยงเบนจากภาวะปกติเนื่องจากความเบ้ การแจกแจงอื่นๆ ที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองข้อมูลที่มีความเบ้ ได้แก่ การแจกแจงแกมมา การแจกแจงล็อก นร์มั ล และ การแจกแจง ไวบูลแต่การแจกแจงเหล่านี้ไม่ได้รวมถึงการแจกแจงปกติเป็นกรณีพิเศษ

ความแตกต่างแบบ Kullback–Leibler ระหว่าง PDF สองไฟล์

ความแตกต่าง Kullback–Leibler (KLD) เป็นวิธีการที่ใช้ในการคำนวณความแตกต่างหรือความคล้ายคลึงกันระหว่างฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็นสองฟังก์ชัน[ 16 ]

อนุญาตพี(x){\displaystyle P(x)}และคิว(x){\displaystyle Q(x)}การแจกแจงแบบเกาส์เซียนทั่วไปสองแบบที่มีพารามิเตอร์α1,เบต้า1,μ1{\displaystyle \alpha _{1},\beta _{1},\mu _{1}}และα2,เบต้า2,μ2{\displaystyle \alpha _{2},\beta _{2},\mu _{2}}ภายใต้ข้อจำกัดμ1=μ2=0{\displaystyle \mu _{1}=\mu _{2}=0}[ 17 ] จากนั้นความ แตกต่าง นี้กำหนดโดย:

เคแอลดีพีเอฟ(พี(x)คิว(x))=1เบต้า1+(α1α2)เบต้า2Γ(1+เบต้า2เบต้า1)Γ(1เบต้า1)+บันทึก(α2Γ(1+1เบต้า2)α1Γ(1+1เบต้า1)){\displaystyle {\rm {KLD_{pdf}}}(P(x)\parallel Q(x))=-{\frac {1}{\beta _{1}}}+{\frac {({\frac {\alpha _{1}}{\alpha _{2}}})^{\beta _{2}}\Gamma ({\frac {1+\beta _{2}}{\beta _{1}}})}{\Gamma ({\frac {1}{\beta _{1}}})}}+\log \left({\frac {\alpha _{2}\Gamma (1+{\frac {1}{\beta _{2}}})}{\alpha _{1}\Gamma (1+{\frac {1}{\beta _{1}}})}}\right)}

ตระกูลการแจกแจงปกติทั่วไปสองตระกูลที่กล่าวถึงในที่นี้ เช่นเดียวกับ ตระกูลการแจกแจง ปกติแบบเบ้เป็นตระกูลพาราเมตริกที่ขยายการแจกแจงปกติโดยการเพิ่มพารามิเตอร์รูปร่าง เนื่องจากบทบาทสำคัญของการแจกแจงปกติในความน่าจะเป็นและสถิติ การแจกแจงจำนวนมากจึงสามารถอธิบายได้ในแง่ของความสัมพันธ์กับการแจกแจงปกติ ตัวอย่างเช่น การแจกแจงลอการิทึมปกติ การแจกแจงปกติ แบบพับและ การแจกแจง ปกติผกผันถูกกำหนดให้เป็นการแปลงค่าที่แจกแจงแบบปกติ แต่แตกต่างจากตระกูลการแจกแจงปกติทั่วไปและการแจกแจงปกติแบบเบ้ตรงที่ การแจกแจงเหล่านี้ไม่ได้รวมการแจกแจงปกติเป็นกรณีพิเศษ

อันที่จริงแล้ว การแจกแจงทั้งหมดที่มีความแปรปรวนจำกัดนั้น ในขีดจำกัดแล้วมีความสัมพันธ์อย่างมากกับการแจกแจงปกติ การแจกแจง Student-t การแจกแจง Irwin-Hallและการแจกแจง Batesก็เป็นการขยายการแจกแจงปกติ และรวมถึงในการแจกแจงปกติในขีดจำกัดด้วย ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่ชัดเจนที่จะเลือกใช้การแจกแจงปกติแบบ "ทั่วไป" ประเภทที่ 1 เช่น มากกว่าการรวมกันของ Student-t และการแจกแจง Irwin-Hall ที่ขยายแบบปกติ – ซึ่งจะรวมถึงการแจกแจงแบบสามเหลี่ยม (ซึ่งไม่สามารถจำลองได้ด้วยการแจกแจงเกาส์เซียนแบบทั่วไปประเภทที่ 1)

สามารถสร้างการแจกแจงแบบสมมาตรที่สามารถจำลองพฤติกรรมทั้งส่วนหาง (ยาวและสั้น) และส่วนกลาง (เช่น แบบแบน แบบสามเหลี่ยม หรือแบบเกาส์เซียน) ได้อย่างอิสระโดยสมบูรณ์เช่นโดยใช้X = IH / χ   

การแจกแจงแบบ Tukey g และ hยังอนุญาตให้มีการเบี่ยงเบนจากภาวะปกติ ทั้งผ่านความเบี่ยงเบนและหางที่หนา[ 18 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Generalized_normal_distribution&oldid=1350435990#Version_1 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การแจกแจงปกติทั่วไป

การแจกแจงปกติทั่วไป ( GND ) หรือการแจกแจงเกาส์เซียนทั่วไป ( GGD ) เป็นหนึ่งในสองตระกูลของการแจกแจงความน่าจะเป็นต่อเนื่องบน เส้น จำนวนจริง แบบ

เวอร์ชันสมมาตร

เบต้า 2 α Γ ( 1 / เบต้า ) อี − ( | x − μ | / α ) เบต้า {\displaystyle {\frac {\beta }{2\alpha \Gamma (1/\beta )}}\;e^{-(|x-\mu |/\alpha )^{\beta }}}

การประมาณค่าพารามิเตอร์

การประมาณค่าพารามิเตอร์โดยใช้ ความน่าจะเป็นสูงสุด และ วิธีการของโมเมนต์ ได้รับการศึกษาแล้ว [ 4 ] ค่าประมาณไม่มีรูปแบบปิดและต้องได้รับมาโดยวิธีการเชิงตัวเลข นอกจากนี้ยังมีการเสนอตัวประมาณค่าที่ไม่ต้องใช้การคำนวณเชิงตัวเลขอีกด้วย [ 5 ]

แอปพลิเคชัน

การแจกแจงปกติทั่วไปแบบสมมาตรถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองเมื่อความเข้มข้นของค่ารอบค่าเฉลี่ยและพฤติกรรมส่วนหางเป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษ [ 7 ] [ 8 ] สามารถใช้ตระกูลการแจกแจงอื่นๆ ได้หากเน้นที่ความเบี่ยงเบนอื่นๆ จากภาวะปกติ หาก ความสมมาตร...