Теория вероятностей и распределения

Beta Distribution

Бета-распределение

актуальноТекущий рабочий стандарт

Распределение вероятности на отрезке [0,1] — естественный априор для конверсии и для многоруких бандитов.

Что означает каждый компонент
  • априорные «успехи» плюс наблюдённые успехи
  • априорные «неудачи» плюс наблюдённые. Обновление апостериорного — просто сложение счётчиков

Ключевые тезисы

  • Сопряжённое к биномиальному: апостериорное распределение снова бета, параметры просто прибавляются.
  • Thompson sampling сэмплирует из беты и решает задачу exploration/exploitation.
  • Позволяет корректно сравнивать конверсии при малом числе наблюдений.

Подробный разбор

2 подтем — раскройте любую, чтобы увидеть объяснение, формулы, примеры и интерактивные графики.

1

Сопряжённость с биномиальным

Обновление априора одной строкой.

Обозначения
  • показатель степенного закона: чем он меньше, тем тяжелее хвост
  • коэффициент сглаживания (инерции)
  • число наблюдений или испытаний
  • число наблюдённых событий или успехов
  • сходимость: выражение слева стремится к тому, что справа

Это делает байесовскую оценку конверсии практически бесплатной: не нужен ни MCMC, ни оптимизация — параметры просто прибавляются.

2

Thompson sampling

Многорукие бандиты в четыре строки.

for t in range(T):
    theta = [np.random.beta(1 + s[i], 1 + f[i]) for i in range(K)]
    arm = int(np.argmax(theta))
    reward = pull(arm)
    s[arm] += reward; f[arm] += 1 - reward
На практике

Такой подход часто лучше классического A/B-теста там, где важно минимизировать потери во время эксперимента: трафик автоматически перетекает к лучшему варианту.

Связанные темы

Решения в условиях неопределённости · Распределения и их хвосты · Байесовский подход

Bayesian Optimization95%

Байесовская оптимизация · Практика ML

Строит модель зависимости метрики от гиперпараметров и выбирает следующую точку осознанно.

Probability95%

Теория вероятностей · Основы

Язык неопределённости: распределения, условные вероятности и теорема Байеса описывают, как данные порождаются и как обновлять убеждения.

Multi-armed Bandits80%

Многорукие бандиты · Обучение с подкреплением

Упрощённый RL без состояний: выбираем действие, получаем награду и балансируем исследование с эксплуатацией.

Offline RL80%

Оффлайн RL · Обучение с подкреплением

Обучение политики по логам прошлых взаимодействий, без возможности экспериментировать со средой.

A/B testing80%

A/B-тестирование · Оценка моделей

Онлайн-эксперимент, который единственный честно измеряет влияние модели на продуктовые метрики.

Experiment Infrastructure80%

Инфраструктура экспериментов · Системный дизайн ML-сервисов

Механика раскатки: разделение трафика, стабильные группы, метрики и автоматический откат.

Normal Distribution80%

Нормальное распределение · Теория вероятностей и распределения

Колоколообразное распределение с двумя параметрами. Максимально энтропийное при заданных среднем и дисперсии — поэтому его берут «по умолчанию».

Log-normal Distribution80%

Логнормальное распределение · Теория вероятностей и распределения

Величина, логарифм которой нормален. Возникает там, где эффекты перемножаются, а не складываются.

Power Law80%

Степенное распределение · Теория вероятностей и распределения

Плотность убывает как степень: редкие события встречаются намного чаще, чем предсказывает нормальный закон. Распределения Парето и Ципфа — его классические формы.

Poisson Distribution80%

Распределение Пуассона · Теория вероятностей и распределения

Число редких независимых событий за фиксированный интервал: заказы за час, отказы за сутки, клики за сессию.

Exponential Distribution80%

Экспоненциальное распределение · Теория вероятностей и распределения

Время между пуассоновскими событиями. Единственное непрерывное распределение без памяти.

Binomial & Bernoulli80%

Бернулли и биномиальное · Теория вероятностей и распределения

Один успех или число успехов в серии независимых испытаний — базовая модель конверсии и кликов.

Heavy Tails80%

Тяжёлые хвосты · Теория вероятностей и распределения

Распределения, у которых экстремальные значения не являются пренебрежимо редкими. Именно они ломают привычные оценки и метрики.

Probability Distribution80%

Распределение вероятностей · Математический справочник

Закон, задающий вероятности значений случайной величины.

Bayesian Inference75%

Байесовский вывод · Теория вероятностей и распределения

Параметры модели рассматриваются как случайные величины; данные обновляют априорное распределение в апостериорное.

Markov Chains75%

Марковские цепи · Теория вероятностей и распределения

Процесс, в котором будущее зависит только от текущего состояния. База для MDP, MCMC и моделей поведения пользователя.

Conditional Independence75%

Условная независимость · Теория вероятностей и распределения

Две величины независимы при известной третьей. Понятие, на котором стоят байесовские сети и наивный классификатор.

Probability Axioms75%

Аксиомы вероятности · Теория вероятностей и распределения

Три аксиомы Колмогорова, из которых выводится вся теория: неотрицательность, нормировка и аддитивность.

Random Variables75%

Случайные величины · Теория вероятностей и распределения

Отображение исходов в числа. Дискретные описываются функцией вероятности, непрерывные — плотностью.

Bayes Theorem75%

Теорема Байеса · Математический справочник

Правило пересчёта вероятности гипотезы после получения новых данных.

Naive Bayes75%

Наивный байесовский классификатор · Классическое машинное обучение

Применяет теорему Байеса при «наивном» предположении о независимости признаков — и работает лучше, чем должно.