Importance Sampling

Importance sampling 은 효율적으로 기댓값을 추정하기 위해 고안된 방법이다.

Why We Need IS?

Rejection sampling 는 rejection 이 많을 경우 계산 비용이 많이드는 단점이 있다. 또한, 우리는 전체 분포에 대해서 알 필요가 없이, 어떤 확률 분포의 기댓값에 대해서만 관심이 있는 경우가 많다.

a.k.a. inverse propensity score - Importance sampling 은 기댓값 을 계산하고자 하는 확률 분포  의 [확률 밀도 함수](Probability Density Function) 를 알고있지만 샘플들을 생성하기 어려울 때, 비교적 쉬운 pdf 인  에서 샘플을 생성하여  의 기댓값을 계산하는 방법이다.

아래의 식을 보면, 에서 생성된 샘플을 통해 의 기댓값을 계산할 수 있다는 것을 알 수 있다.

에서 를 likelihood ratio 라고 하며,
를 nominal distribution, 를 importance distribution 이라고 한다.

Importance Sampling 과정

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References