home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / math / 15310 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-11-20  |  3.9 KB

  1. Xref: sparky sci.math:15310 sci.philosophy.tech:4199 comp.theory:2494 sci.math.stat:2398
  2. Path: sparky!uunet!dtix!darwin.sura.net!wupost!usc!rpi!utcsri!relay.cs.toronto.edu!neuron.ai.toronto.edu!ai.toronto.edu!radford
  3. From: radford@cs.toronto.edu (Radford Neal)
  4. Newsgroups: sci.math,sci.philosophy.tech,comp.theory,sci.math.stat
  5. Subject: Re: Combining probabilities?
  6. Message-ID: <92Nov20.153314edt.586@neuron.ai.toronto.edu>
  7. Date: 20 Nov 92 20:33:40 GMT
  8. References: <1992Nov20.172443.17984@njitgw.njit.edu>
  9. Organization: Department of Computer Science, University of Toronto
  10. Lines: 79
  11.  
  12. In article <1992Nov20.172443.17984@njitgw.njit.edu> aaron@funcity.njit.edu (Aaron Watters) writes:
  13.  
  14. >I'm interested in the question of combining probabilities and any
  15. >mathematical foundations thereof.
  16. >
  17. >   If sensor A says that object X is at position
  18. >       P with 45% probability
  19. >       Q with 54% probability
  20. >       R with 1% probability and
  21. >      sensor B says that object X is at position
  22. >       P with 1% probability
  23. >       Q with 36% probability
  24. >       R with 63% probability
  25.  
  26. Your problem is that sensors are inherently incapable of saying things
  27. like this. Sensors should be characterized by "likelihoods", not
  28. "probabilities". (As technical terms, these are NOT synonyms.)  
  29.  
  30. To find the probability that X is at P, you need to know everything,
  31. such as whether whoever owns the land at P is willing to let X be
  32. there, or whether they patrol the place with a shotgun and shoo them
  33. off immediately if they show up (in which case, any sensor saying
  34. they're there is probably wrong). Likelihoods are different, they just
  35. say how likely the sensor is to give various readings in various
  36. circumstances, without any comittment to how likely these circumstances 
  37. might be.
  38.  
  39. Suppose sensor A produces some reading, call it R_A, and sensor B
  40. produces some reading, R_B. The designer of the sensor can say how
  41. likely these reading are to occur given that the object is really in
  42. certain positions. Consulting the manuals, you may find that:
  43.  
  44.   Probability (Sensor A reads R_A GIVEN THAT X is at P) = 0.30
  45.   Probability (Sensor A reads R_A GIVEN THAT X is at Q) = 0.50
  46.   Probability (Sensor A reads R_A GIVEN THAT X is at R) = 0.01
  47.  
  48.   Probability (Sensor B reads R_B GIVEN THAT X is at P) = 0.01
  49.   Probability (Sensor B reads R_B GIVEN THAT X is at Q) = 0.40
  50.   Probability (Sensor B reads R_B GIVEN THAT X is at R) = 0.70
  51.  
  52. Note that likelihoods don't have to sum up to anything in particular.
  53.  
  54. Now, IF you can assume that the behaviour of the two sensors is 
  55. independent, given a particular position for X, you can conclude 
  56. that 
  57.  
  58.   Prob (A reads R_A AND B reads R_B GIVEN X is at P) = 0.30*0.01 = 0.003
  59.   Prob (A reads R_A AND B reads R_B GIVEN X is at Q) = 0.50*0.40 = 0.090
  60.   Prob (A reads R_A AND B reads R_B GIVEN X is at R) = 0.01*0.70 = 0.007
  61.  
  62. I.e. you can combine the likelihoods from the two sensors. The results
  63. are NOT probabilities - for one thing they don't add up to one. To get
  64. probabilities, you need to put in your PRIOR probabilities for X being
  65. at P, Q, or R. Suppose that
  66.  
  67.   Prob (X is at P) = 0.3
  68.   Prob (X is at Q) = 0.2      (Note: these are the probabilities before
  69.   Prob (X is at R) = 0.5             you know the sensor readings)
  70.  
  71. Then to get the probabilities after you know the sensor readings, you
  72. multiply these prior probabilities by the combined likelihoods, and
  73. rescale so they add up to one:
  74.  
  75.   Prob (X is at P GIVEN A reads R_A AND B reads R_B) = K*0.3*0.003 = K*0.0009
  76.   Prob (X is at Q GIVEN A reads R_A AND B reads R_B) = K*0.2*0.090 = K*0.0180
  77.   Prob (X is at R GIVEN A reads R_A AND B reads R_B) = K*0.5*0.007 = K*0.0035
  78.  
  79. To get these to sum to one, we need K = 0.0009+0.0180+0.0035, giving,
  80. approximately:
  81.  
  82.   Prob (X is at P GIVEN A reads R_A AND B reads R_B) = 0.04
  83.   Prob (X is at Q GIVEN A reads R_A AND B reads R_B) = 0.80
  84.   Prob (X is at R GIVEN A reads R_A AND B reads R_B) = 0.16
  85.  
  86. This procedure is an application of "Bayes' Theorem".
  87.  
  88. Hope that helps,
  89.  
  90.       Radford Neal
  91.