EM算法及其应用开题报告

 2023-01-30 10:41:28

1. 研究目的与意义

EM算法指的是最大期望算法(Expectation Maximization Algorithm,又译期望最大化算法),是一种迭代算法,用于含有隐变量(latent variable)的概率参数模型的最大似然估计或极大后验概率估计。

对于含有隐变量的问题,如果 (1) 隐变量不容易被积分掉 (marginalized),或者 (2) 积分掉以后也不好做优化,直接求解最大似然估计 (MLE) 往往是不可行的。

对于这类问题,如果 (1) 隐变量的分布 q 可以求解 (2) 似然函数关于 q 的积分可以做优化,用 EM 至少可以找到一个局部最优解。

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2. 研究内容和预期目标

1. EM算法的计算原理以及计算过程。

2. 分析EM算法的优点以及现阶段的一些缺陷。

3. 研究EM算法在经济金融领域的应用。

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3. 国内外研究现状

在二十世纪初期就有一些文献提出了EM算法这种迭代算法。

1926年M#8217;kendrick最先考虑EM算法运用于医药研究的领域之中;后来Hartly在1958年在数据计算的一般情况中运用该算法,使这一理论想法得到了很大的发展;1970年,Baum,Petri等将其应用到马尔科夫链模型中,扩大了算法的使用范围;1974年,Sundberg在其文章中集中讨论了指数分布族下的不完全数据的似然函数,并且给出了不完全数据条件下的信息阵的计算,为EM算法的构建打下基础。

1977年,Dempster、Laird和Rubin三人正式提出EM算法,从此以后该算法受到极大关注被不断深入研究从1977年起有许多EM算法的新应用以及改进。

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4. 计划与进度安排

第一部分:回顾最大似然函数的定义、阐述与EM算法相关的统计理论。

介绍EM算法的计算原理与算过程,以及EM算法的发展。

分析该算法的优点与缺陷。

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5. 参考文献

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