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Hessian矩陣與協方差矩陣的關係

  • February 14, 2017

在我研究最大似然估計時,要在最大似然估計中進行推斷,我們需要知道方差。為了找出方差,我需要知道 Cramer 的 Rao 下界,它看起來像一個對曲率進行二次推導的 Hessian 矩陣。我有點混淆來定義協方差矩陣和粗麻布矩陣之間的關係。希望聽到一些關於這個問題的解釋。一個簡單的例子將不勝感激。

您應該首先查看有關 Fisher 信息矩陣以及與 Hessian 和標準誤差的關係的基本問題

假設我們有一個統計模型(分佈族). 在最一般的情況下,我們有, 所以這個族被參數化為. 在一定的正則條件下,我們有

在哪裡是 Fisher 信息矩陣(作為) 和是觀測值(樣本)

所以Fisher信息矩陣是在某些情況下對數概率的Hesian的否定期望值

現在假設我們要估計未知參數的一些向量函數. 通常希望估計器應該是公正的,即

Cramer Rao 下界指出,對於每個無偏 這滿足

在哪裡對於矩陣意味著是半正定的,只是一個雅可比行列式. 請注意,如果我們估計, 那是, 上面簡化為

但它真正告訴我們的是什麼?例如,回想一下

並且對於每個半正定矩陣對角線元素是非負的

從上面我們可以得出結論,每個估計元素的方差由矩陣的對角元素限制

所以 CRLB 並沒有告訴我們估計量的方差,而是我們的估計量是否是最優的,即它是否在所有無偏估計量中具有最低的協方差。

引用自:https://stats.stackexchange.com/questions/261796

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