Statistique bayésienne et applications

Ref: 3MD3210

Description

Ce cours comprend trois parties. La première est consacrée aux fondements de la statistique bayésienne. L’inférence bayésienne repose sur le choix d’un modèle bayésien, lui-même constitué d’un modèle des observations et d’une loi de probabilité a priori pour les paramètres du modèle. Étant donnée des observations, on calcule ce que l’on appelle une loi a posteriori des paramètres du modèle bayésien (à l'aide de la règle de Bayes). La connaissance de cette loi a posteriori permet ensuite d’accéder à la loi a posteriori des quantités d’intérêt. La deuxième partie du cours est consacrée aux techniques d’échantillonnage par chaînes de Markov (Monte Carlo Markov Chains). La troisième partie est consacrée aux applications de l’inférence bayésienne, en particulier aux problèmes inverses. Par problème inverse, on entend la détermination d'une grandeur (scalaire ou vectorielle) à partir d’observations indirectes (lorsque l'observation directe d’une grandeur physique n'est pas possible).

Numéro de trimestre

SM10

Prérequis

Statistique

Syllabus

  • Statistique Bayésienne -- Modèle paramétrique. Loi a priori. Loi a posteriori. Performance d’un estimateur en moyenne (fonction de perte, risque). A priori diffus. A priori conjugués. 
  • Echantillonnage par chaînes de Markov -- Intégration en grande dimension. Principes élémentaires de simulations d’une variable aléatoire scalaire. Principe d’acceptation-rejet. Principes et variantes de l’algorithme de Metropolis-Hastings. Introduction aux chaînes de Markov et éléments d’analyse des algorithmes MCMC.
  • Problèmes inverses -- Définition et exemples de problèmes inverses, problèmes mal posés. Régularisation et méthodes classiques d'inversion. Approche bayésienne de la résolution des problèmes inverses. Inversion dans le cas gaussien et filtre de Kalman. Approches MCMC et bayésiennes variationnelles. Applications.

Notation

Traveux pratiques

Résultats de l'apprentissage couverts par le cours

Le cours présentera aux étudiants les principes de base de la Statistique Bayésienne et ses applications.

Support de cours, bibliographie

[1] C. Robert (2004) Monte Carlo Statistical Methods, Springer
[2] C. Robert (2007), The Bayesian Choice, Springer.
[3] A. Mohammad-Djafari (2010), Inverse Problems in Vision and 3D Tomography. Iste-Wiley