ML—高斯判别分析
华电北风吹
天津大学认知计算与应用重点实验室
日期:2015/12/11
高斯判别分析属于生成模型,模型终于学习一个特征-类别的联合概率。
0 多维正态分布
确定一个多维正态分布仅仅须要知道分布的均值向量μ∈Rn×1\mu\in R^{n\times 1}和一个协方差矩阵Σ∈Rn×n\Sigma\in R^{n\times n}.
其概率密度函数例如以下:
p(x;μ,Σ)=1(2π)n/2|Σ|1/2exp(−12(x−μ)TΣ−1(x−μ))(0)p(x;\mu,\Sigma)=\frac{1}{(2\pi)^{n/2}| \Sigma|^{1/2}}exp(-\frac{1}{2}(x-\mu)^T\Sigma^{-1}(x-\mu)) \tag{0}
一、高斯判别分析
适用范围:输入特征是连续
模型表述:
y∼Bernoulli(ϕ)(1-1)y\sim Bernoulli(\phi) \tag{1-1}
x|y=0∼N(μ0,Σ)()x|y=0\sim N (\mu_0,\Sigma) \tag{}
x|y=1∼N(μ1,Σ)()x|y=1\sim N(\mu_1,\Sigma) \tag{}
结合公式0能够将公式1-1写为:
p(y)=ϕy(1−ϕ)1−y(1-2)p(y)=\phi^y(1-\phi)^{1-y} \tag{1-2}
p(x|y=0)=1(2π)n/2|Σ|1/2exp(−12(x−μ0)TΣ−1(x−μ0))()p(x|y=0)=\frac{1}{(2\pi)^{n/2}| \Sigma|^{1/2}}exp(-\frac{1}{2}(x-\mu_0)^T\Sigma^{-1}(x-\mu_0)) \tag{}
p(x|y=1)=1(2π)n/2|Σ|1/2exp(−12(x−μ1)TΣ−1(x−μ1))()p(x|y=1)=\frac{1}{(2\pi)^{n/2}| \Sigma|^{1/2}}exp(-\frac{1}{2}(x-\mu_1)^T\Sigma^{-1}(x-\mu_1)) \tag{}
能够看到对于二分类高斯判别分析。模型的參数是ϕ,μ0,μ1,Σ\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma。注意到这里的两个n维正态分布公用了一个协方差矩阵。
对于m个输入样本,有
p(x(i),y(i);ϕ,μ0,μ1,Σ)=p(y(i);ϕ)p(x(i)|y(i);μ,Σ)(1-3)p(x^{(i)},y^{(i)};\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)=p(y^{(i)};\phi)p(x^{(i)}|y^{(i)};\mu,\Sigma)\tag{1-3}
easy得到对数似然函数例如以下
l(ϕ,μ0,μ1,Σ)=log∏mi=1p(x(i),y(i);ϕ,μ0,μ1,Σ)(1-4)l(\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)=\log\prod_{i=1}^{m}{p(x^{(i)},y^{(i)};\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)} \tag{1-4}
求解似然函数最大化得到高斯判别分析的模型參数解形式例如以下:
ϕ=1m∑mi=11{y(i)=1}(1-5)\phi=\frac{1}{m}\sum_{i=1}^{m}{1\{{y^{(i)}}=1\}} \tag{1-5}
μ0=∑mi=11{y(i)=0}x(i)∑mi=11{y(i)=0}()\mu_0=\frac{\sum_{i=1}^{m}{1\{{y^{(i)}}=0\}x^{(i)}}}{\sum_{i=1}^{m}{1\{{y^{(i)}}=0\}}} \tag{}
μ1=∑mi=11{y(i)=1}x(i)∑mi=11{y(i)=1}()\mu_1=\frac{\sum_{i=1}^{m}{1\{{y^{(i)}}=1\}x^{(i)}}}{\sum_{i=1}^{m}{1\{{y^{(i)}}=1\}}} \tag{}
Σ=1m∑mi=1(x(i)−μy(i))(x(i)−μy(i))T()\Sigma=\frac{1}{m}\sum_{i=1}^{m}{(x^{(i)}-\mu_{y^{(i)}})(x^{(i)}-\mu_{y^{(i)}})^T} \tag{}
二、高斯判别分析与逻辑回归
能够easy写出高斯判别分析的预測函数。因为是生成模型。模型存在两种输出p(y=1|x。ϕ,μ0,μ1,Σ)p(y=1|x。\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)和p(y=0|x;ϕ,μ0,μ1,Σ)p(y=0|x;\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)。在这里重点关注第一个。
p(y=1|x。ϕ,μ0,μ1,Σ)=p(y=1|x)p(y=1|x)+p(y=0|x)(2-1)p(y=1|x。\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)=\frac{p(y=1|x)}{p(y=1|x)+p(y=0|x)} \tag{2-1}
经过变换,分解组合等变换操作能够得到例如以下形式:
p(y=1|x。ϕ,μ0,μ1,Σ)=11+e−θTx(2-2)p(y=1|x。\phi,\mu_0,\mu_1,\Sigma)=\frac{1}{1+e^{-\theta^Tx}} \tag{2-2}
注:分子分母同除以分子,消除同类项。系数转化为指数上的指数,矩阵展开相减消除等简单操作就可以得到。
尽管能够得到相似的格式。可是高斯判别分析与逻辑回归仍然存在非常大差别:
1、模型性质:高斯判别分析属于生成模型。逻辑回归属于判别模型
2、p(y=1|x)和p(y=0|x)在逻辑回归中和为1。在高斯判别分析中不存在这个性质。
3、模型如果:高斯判别分析如果样本特征在每一个类别下分别服从于各异的高维正态分布。逻辑回归是类别标签满足伯努利分布如果下的广义线性模型。
$(function () {
$('pre.prettyprint code').each(function () {
var lines = $(this).text().split('\n').length;
var $numbering = $('
$(this).addClass('has-numbering').parent().append($numbering);
for (i = 1; i ').text(i));
};
$numbering.fadeIn(1700);
});
});
ML—高斯判别分析的更多相关文章
- [置顶] 生成学习算法、高斯判别分析、朴素贝叶斯、Laplace平滑——斯坦福ML公开课笔记5
转载请注明:http://blog.csdn.net/xinzhangyanxiang/article/details/9285001 该系列笔记1-5pdf下载请猛击这里. 本篇博客为斯坦福ML公开 ...
- 高斯判别分析 Gaussian Discriminant Analysis
如果在我们的分类问题中,输入特征xx是连续型随机变量,高斯判别模型(Gaussian Discriminant Analysis,GDA)就可以派上用场了. 以二分类问题为例进行说明,模型建立如下: ...
- Gaussian discriminant analysis 高斯判别分析
高斯判别分析(附Matlab实现) 生成学习算法 高斯判别分析(Gaussian Discriminant analysis,GDA),与之前的线性回归和Logistic回归从方法上讲有很大的不同,G ...
- 【cs229-Lecture5】生成学习算法:1)高斯判别分析(GDA);2)朴素贝叶斯(NB)
参考: cs229讲义 机器学习(一):生成学习算法Generative Learning algorithms:http://www.cnblogs.com/zjgtan/archive/2013/ ...
- Stanford大学机器学习公开课(五):生成学习算法、高斯判别、朴素贝叶斯
(一)生成学习算法 在线性回归和Logistic回归这种类型的学习算法中我们探讨的模型都是p(y|x;θ),即给定x的情况探讨y的条件概率分布.如二分类问题,不管是感知器算法还是逻辑回归算法,都是在解 ...
- StanFord ML 笔记 第四部分
第四部分: 1.生成学习法 generate learning algorithm 2.高斯判别分析 Gaussian Discriminant Analysis 3.朴素贝叶斯 Navie Baye ...
- 【Coursera】高斯混合模型
一.高斯混合模型 软分类算法,即对每一个样本,计算其属于各个分布的概率,概率值最大的就是这个样本所属的分类. 对于训练样本的分布,看成为多个高斯分布加权得到的.其中每个高斯分布即为某一特定的类. 高斯 ...
- ML—朴素贝叶斯
华电北风吹 日期:2015/12/12 朴素贝叶斯算法和高斯判别分析一样同属于生成模型.但朴素贝叶斯算法须要特征条件独立性如果,即样本各个特征之间相互独立. 一.朴素贝叶斯模型 朴素贝叶斯算法通过训练 ...
- 生成式学习算法(三)之----高斯判别分析模型(Gaussian Discriminant Analysis ,GDA)
高斯判别分析模型(Gaussian Discriminant Analysis ,GDA) 当我们分类问题的输入特征$x $为连续值随机变量时,可以用高斯判别分析模型(Gaussian Discrim ...
随机推荐
- POI/Excel/HTML单元格公式问题
一.问题描述 使用MyBatis从数据库中获取数据,然后用POI把数据填充到Excel模板中,生成最终的xls文件.把最终的xls文件转换为html文件,并返回给前台显示在Panel中. Excel模 ...
- HTML5对音视频的处理
前 言 现在网上有许多的框架和插件,能够满足程序猿的各种需求,慢慢的,就有些忽视最基础的东西. 比如,大多数视频是通过插件(比如 Flash)来显示的.然而,并非所有浏览器都拥有同样的插件. H ...
- 简单聊聊java中如何判定一个对象可回收
背景 说到java的特性,其中一个最重要的特性便是java通过new在堆中分配给对象的内存,不需要程序员主动去释放,而是由java虚拟机自动的回收.这也是java和C++的主要区别之一:那么虚拟机是如 ...
- 【机器学习实战】第15章 大数据与MapReduce
第15章 大数据与MapReduce 大数据 概述 大数据: 收集到的数据已经远远超出了我们的处理能力. 大数据 场景 假如你为一家网络购物商店工作,很多用户访问该网站,其中有些人会购买商品,有些人则 ...
- android wear开发:为可穿戴设备创建一个通知 - Creating a Notification for Wearables
注:本文内容来自:https://developer.android.com/training/wearables/notifications/creating.html 翻译水平有限,如有疏漏,欢迎 ...
- 分享一个单例模型类Singleton代码
相关代码: ; foreach (string key in dict.Keys) { if (cou ...
- SSM所需的jar
首先去找struts的. http://struts.apache.org/ 下载最新的struts 2.3.7. http://www.springsource.org/spring-framewo ...
- VMWare安装Centos 6.9
VMWare下Centos 6.9安装教程,记录如下 1.新建虚拟机 (1)点击文件-->新建虚拟机 (2)选择 自定义(高级)-->下一步 (3)选择Workstation 12.0-- ...
- 电商SEO
大家都知道网站有SEO,电商也有SEO,今天陈晨就带大家来讲讲电商SEO的思路以及电商最重要的选品规划! 1. 选品是核心 2. 挖掘卖点是你走向成功必经之路 3. 产品定价策略---人群画像 4. ...
- 1.Servlet介绍 和 HTTP协议简述
1. Servlet是什么? sun公司制订的一种用来扩展web服务器功能的组件规范. (1)扩展web服务器功能 注: 早期的web服务器只能处理静态资源的请求,即需要事先将 html文件准备好,并 ...