機器學習基礎 生成模型和判別模型

2021-07-26 15:55:36 字數 1815 閱讀 7564

決策函式y=f(x):你輸入乙個x,它就輸出乙個y,這個y與乙個閾值比較,根據比較結果判定x屬於哪個類別。例如兩類(w1和w2)分類問題,如果y大於閾值,x就屬於類w1,如果小於閾值就屬於類w2。這樣就得到了該x對應的類別了。

你輸入乙個x,它通過比較它屬於所有類的概率,然後輸出概率最大的那個作為該x對應的類別。例如:如果p(w1|x)大於p(w2|x),那麼我們就認為x是屬於w1類的。

兩個模型都可以實現對給定的輸入x**相應的輸出y的功能。實際上通過條件概率分布p(y|x)進行**也是隱含著表達成決策函式y=f(x)的形式的。

而同樣,很神奇的一件事是,實際上決策函式y=f(x)也是隱含著使用p(y|x)的。因為一般決策函式y=f(x)是通過學習演算法使你的**和訓練資料之間的誤差平方最小化,而貝葉斯告訴我們,雖然它沒有顯式的運用貝葉斯或者以某種形式計算概率,但它實際上也是在隱含的輸出極大似然假設(map假設)。也就是說學習器的任務是在所有假設模型有相等的先驗概率條件下,輸出極大似然假設。

生成模型:無窮樣本==》概率密度模型 = 產生模型==》**

生成方法由資料學習聯合概率分布p(x,y),然後求出條件概率分布p(y|x)=p(x,y)/p(x)作為**的模型。這樣的方法之所以成為生成方法,是因為模型表示了給定輸入x產生輸出y的生成關係。用於隨機生成的觀察值建模,特別是在給定某些隱藏引數情況下。典型的生成模型有:樸素貝葉斯法、馬爾科夫模型、高斯混合模型。這種方法一般建立在統計學和bayes理論的基礎之上。

判別模型:有限樣本==》判別函式 = **模型==》**

判別方法由資料直接學習決策函式f(x)或者條件概率分布p(y|x)作為**的模型,即判別模型。判別方法關心的是對給定的輸入x,應該**什麼樣的輸出y。典型的判別模型包括:k近鄰法、感知機、決策樹、邏輯斯蒂回歸模型、最大熵模型、支援向量機、boosting方法和條件隨機場等。判別模型利用正負例和分類標籤,關注在判別模型的邊緣分布。

(1)訓練時,二者優化準則不同

生成模型優化訓練資料的聯合分布概率;

判別模型優化訓練資料的條件分布概率,判別模型與序列標記問題有較好的對應性。

(2)對於觀察序列的處理不同

生成模型中,觀察序列作為模型的一部分;

判別模型中,觀察序列只作為條件,因此可以針對觀察序列設計靈活的特徵。

(3)訓練複雜度不同

判別模型訓練複雜度較高。

(4)是否支援無指導訓練

生成模型支援無指導訓練。

(5)本質區別

discriminative model 估計的是條件概率分布(conditional distribution)p(class|context)

generative model 估計的是聯合概率分布(joint probability distribution)p()

另外,由生成模型可以得到判別模型,但由判別模型得不到生成模型。

由於之前用camshift方法做人臉的跟蹤,這裡看到了有關跟蹤演算法的說明,特此陳述一下。

跟蹤演算法一般來說可以分為兩類:基於外觀模型的生成模型或者基於外觀模型的判別模型。

生成模型:一般是學習乙個代表目標的模型,然後通過它去搜尋影象區域,然後最小化重構誤差。類似於生成模型描述乙個目標,然後就是模式匹配了,在影象中找到和這個模型最匹配的區域,就是目標了。

判別模型:將跟蹤問題看成乙個二分類問題,然後找到目標和背景的決策邊界。它不管目標是怎麼描述的,那只要知道目標和背景的差別在哪,然後你給乙個影象,它看它處於邊界的那一邊,就歸為哪一類。

統計學習方法 李航著,清華大學出版社

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