tf.compat.v1.distributions.Exponential

Экспоненциальное распределение.

Наследует: Gamma, Distribution

tf.compat.v1.distributions.Exponential(
    rate,
    validate_args=False,
    allow_nan_stats=True,
    name='Exponential'
)

Экспоненциальное распределение параметризуется параметром события rate.

Математические подробности

Функция плотности вероятности (pdf):

pdf(x; lambda, x > 0) = exp(-lambda x) / Z
Z = 1 / lambda

где rate = lambda, а Z — нормирующая константа.

Экспоненциальное распределение является частным случаем гамма-распределения, то есть

Exponential(rate) = Gamma(concentration=1., rate)

В экспоненциальном распределении используется параметр rate, или «обратный масштаб», который можно понимать следующим образом:

X ~ Exponential(rate=1)
Y = X / rate

Методы

batch_shape_tensor

Посмотреть исходный код

batch_shape_tensor(
    name='batch_shape_tensor'
)

Форма одной выборки для одного индекса события в виде одномерного Tensor.

Размерности пакета — это индексы независимых, неидентичных параметризаций данного распределения.

cdf

Посмотреть исходный код

cdf(
    value, name='cdf'
)

Функция распределения.

Для случайной величины X функция распределения cdf имеет вид:

cdf(x) := P[X <= x]

copy

Посмотреть исходный код

copy(
    **override_parameters_kwargs
)

Создаёт глубокую копию распределения.

Примечание: скопированное распределение может по-прежнему зависеть от исходных аргументов инициализации.

covariance

Посмотреть исходный код

covariance(
    name='covariance'
)

Ковариация.

Ковариация (возможно) определена только для распределений с нес скалярными событиями.

Например, для векторного распределения длины k она вычисляется следующим образом:

Cov[i, j] = Covariance(X_i, X_j) = E[(X_i - E[X_i]) (X_j - E[X_j])]

где Cov — матрица k x k (пакет), 0 <= (i, j) < k, а E обозначает математическое ожидание.

Для многомерных распределений, не являющихся векторными (например, матричного распределения Уишарта), Covariance должна возвращать (пакет) матриц при некотором преобразовании событий в векторы, то есть

Cov[i, j] = Covariance(Vec(X)_i, Vec(X)_j) = [as above]

где Cov — матрицы k' x k' (пакет), 0 <= (i, j) < k' = reduce_prod(event_shape), а Vec — некоторая функция, отображающая индексы размерностей событий этого распределения в индексы вектора длины k'.

cross_entropy

Посмотреть исходный код

cross_entropy(
    other, name='cross_entropy'
)

Вычисляет перекрёстную энтропию (Шеннона).

Обозначим это распределение (self) через P, а распределение other — через Q. Предполагая, что P, Q абсолютно непрерывны относительно друг друга и допускают плотности p(x) dr(x) и q(x) dr(x), перекрёстная энтропия (Шеннона) определяется следующим образом:

H[P, Q] = E_p[-log q(X)] = -int_F p(x) log q(x) dr(x)

где F обозначает носитель случайной величины X ~ P.

entropy

Посмотреть исходный код

entropy(
    name='entropy'
)

Энтропия Шеннона в натах.

event_shape_tensor

Посмотреть исходный код

event_shape_tensor(
    name='event_shape_tensor'
)

Форма одной выборки для одного элемента пакета в виде одномерного Tensor int32.

is_scalar_batch

Посмотреть исходный код

is_scalar_batch(
    name='is_scalar_batch'
)

Указывает, что batch_shape == [].

is_scalar_event

Посмотреть исходный код

is_scalar_event(
    name='is_scalar_event'
)

Указывает, что event_shape == [].

kl_divergence

Посмотреть исходный код

kl_divergence(
    other, name='kl_divergence'
)

Вычисляет дивергенцию Кульбака — Лейблера.

Обозначим это распределение (self) через p, а распределение other — через q. Предполагая, что p, q абсолютно непрерывны относительно меры r, дивергенция KL определяется следующим образом:

KL[p, q] = E_p[log(p(X)/q(X))]
         = -int_F p(x) log q(x) dr(x) + int_F p(x) log p(x) dr(x)
         = H[p, q] - H[p]

где F обозначает носитель случайной величины X ~ p, H[., .] обозначает перекрёстную энтропию (Шеннона), а H[.] — энтропию (Шеннона).

log_cdf

Посмотреть исходный код

log_cdf(
    value, name='log_cdf'
)

Логарифм функции распределения.

Для случайной величины X функция распределения cdf имеет вид:

log_cdf(x) := Log[ P[X <= x] ]

Часто численное приближение для log_cdf(x) позволяет получить более точный результат, чем простое вычисление логарифма cdf, когда x << -1.

log_prob

Посмотреть исходный код

log_prob(
    value, name='log_prob'
)

Логарифм функции плотности/вероятности.

log_survival_function

Посмотреть исходный код

log_survival_function(
    value, name='log_survival_function'
)

Логарифм функции выживания.

Для случайной величины X функция выживания определяется следующим образом:

log_survival_function(x) = Log[ P[X > x] ]
                         = Log[ 1 - P[X <= x] ]
                         = Log[ 1 - cdf(x) ]

Обычно для логарифма функции выживания можно использовать другие численные приближения, которые точнее, чем 1 - cdf(x), когда x >> 1.

mean

Посмотреть исходный код

mean(
    name='mean'
)

Математическое ожидание.

mode

Посмотреть исходный код

mode(
    name='mode'
)

Мода.

Дополнительная документация из Gamma:

Мода гамма-распределения равна (shape - 1) / rate, если shape > 1, и NaN в противном случае. Если self.allow_nan_stats равно False, будет вызвано исключение вместо возврата NaN.

param_shapes

Посмотреть исходный код

@classmethod
param_shapes(
    sample_shape, name='DistributionParamShapes'
)

Формы параметров для заданной требуемой формы вызова sample().

Это метод класса, описывающий, какие аргументы-значения требуются для создания экземпляра данного Distribution, чтобы при вызове sample() этого экземпляра возвращалась форма определённого вида.

Подклассы должны переопределять метод класса _param_shapes.

param_static_shapes

Посмотреть исходный код

@classmethod
param_static_shapes(
    sample_shape
)

param_shapes со статическими (то есть TensorShape) формами.

Это метод класса, описывающий, какие аргументы-значения требуются для создания экземпляра данного Distribution, чтобы при вызове sample() этого экземпляра возвращалась форма определённого вида. Предполагается, что форма выборки известна статически.

Подклассы должны переопределять метод класса _param_shapes, чтобы возвращать тензоры с постоянными значениями, если переданы постоянные значения.

prob

Посмотреть исходный код

prob(
    value, name='prob'
)

Функция плотности/вероятности.

quantile

Посмотреть исходный код

quantile(
    value, name='quantile'
)

Квантильная функция, также называемая «обратной функцией распределения» или «функцией процентных точек».

Для случайной величины X и p in [0, 1] величина quantile определяется следующим образом:

quantile(p) := x such that P[X <= x] == p

sample

Посмотреть исходный код

sample(
    sample_shape=(), seed=None, name='sample'
)

Генерирует выборки заданной формы.

Обратите внимание: вызов sample() без аргументов генерирует одну выборку.

stddev

Посмотреть исходный код

stddev(
    name='stddev'
)

Стандартное отклонение.

Стандартное отклонение определяется следующим образом:

stddev = E[(X - E[X])**2]**0.5

где X — случайная величина, связанная с этим распределением, E обозначает математическое ожидание, а stddev.shape = batch_shape + event_shape.

survival_function

Посмотреть исходный код

survival_function(
    value, name='survival_function'
)

Функция выживания.

Для случайной величины X функция выживания определяется следующим образом:

survival_function(x) = P[X > x]
                     = 1 - P[X <= x]
                     = 1 - cdf(x).

variance

Посмотреть исходный код

variance(
    name='variance'
)

Дисперсия.

Дисперсия определяется следующим образом:

Var = E[(X - E[X])**2]

где X — случайная величина, соответствующая этому распределению, E обозначает математическое ожидание, а Var.shape = batch_shape + event_shape.