《機器學習》第一次作業 第一至三章學習記錄和心得

2022-09-07 05:24:10 字數 2517 閱讀 9812

根據任務,模式識別可以劃分為「分類」和「回歸」兩種形式。

模式識別:根據已有知識的表達,針對待識別模式,判別決策其所屬類別或者**其對應的回歸值。(本質上是一種推理過程)

1.數學解釋:看成一種函式對映f(x),將待識別模式x從輸入空間對映到輸出空間,f(x)是關於已有知識的表達。

判別公式&決策邊界:用於分類

3.特徵&特徵空間

特徵:可以用於區分不同類別模式的、可測量的量。(輸入資料也可以看作原始特徵表達)

特徵的特性:

特徵向量

特徵空間

1.模型使用機器學習技術來得到,如何進行機器學習?

1.評估方法:留出法、k折交叉法、留一驗證法

效能指標:準確度、精度、召喚率、f-score、f1-score、pr曲線、roc曲線、auc曲線

1.基於距離分類

距離的種類:歐式距離,曼哈頓距離,加權歐式距離。

2.最小歐氏距離(med)分類器

白化:通過w2對上一步變換後的特徵再進行尺度變換,實現所有特徵具有相同方差。

w1起到旋轉的作用

w轉換後的歐式距離發生改變,變成馬氏距離。

map分類器

決策邊界

決策誤差(概率誤差=未選擇的類對應所對應的後驗概率)

map分類器決策目標即為最小化概率誤差,即分類誤差最小化

(給定所有測試樣本,map分類器選擇後驗概率最大的類,等於最小化平均概率誤差,即最小化決策誤差)

1.表達先驗和觀測概率的方式

1)常數表達:例如p(ci)=0.2

2)引數化解析表達:高斯分布...

3)非引數化表達:直方圖、核密度、蒙特卡洛...

貝葉斯決策不能排除出現錯誤判斷的情況,由此會帶來決策風險;不同的錯誤決策會產生程度完全不一樣的風險。

1.損失(loss):表徵當前決策動作相對於其他候選類別的風險程度。

2.決策風險的評估:給定乙個測試樣本x,分類器決策其屬於ci類的動作αi對應的決策風險可以定義為相對於所有候選類別的期望損失。記為r(αi|x)。(決策動作αi|cj、測試樣本的真值cj) )

3.貝葉斯分類器:在map分類器基礎上,加入決策風險因素,得到貝葉斯分類器。貝葉斯分類器選擇決策風險最小的類,即最小化期望損失。

4.樸素貝葉斯分類器:當特徵是多維的,假設特徵之間是相互獨立的,從而得到以下公式:

(特徵維度太高,通過即假設特徵之間符合獨立同分布以達到簡化計算的目的)

5.拒絕選項:當測試資料在決策邊界時,即使選擇後驗概率高的,該概率的值仍然可能很小。為了避免錯誤決策,引入閾值,當概率低於閾值時不決策。

1.根據概率分布的表達形式,監督式學習方法有以下兩種:

2.引數估計方法

3.最大似然估計

1.無偏估計

1.貝葉斯估計:給定引數分布的先驗概率以及訓練樣本,估計引數分布的後驗概率。

2.貝葉斯估計具有不斷學習的能力,隨著訓練樣本的不斷增加,可以序列的不斷修正引數的估計值,從而達到該引數的期望真值。

3.貝葉斯估計的目的:估計觀測似然概率,給定量為觀測似然分布的形式、引數的先驗概率、訓練樣本。

4.1)貝葉斯估計與最大似然估計的對比:貝葉斯估計把引數看作引數空間的乙個概率分布,依照訓練樣本來估計引數的後驗概率,從而得到觀測似然關於引數的邊緣概率,隨著樣本個數逐漸增大,貝葉斯估計越來越能代表真實的觀測似然分布。最大似然估計的引數是確定值,不需要估算引數的邊緣概率。

2)貝葉斯估計等是假設概率分布為高斯分布,但如果分布未知,就需要使用無引數估計技術來實現概率密度估計。

3)常用的無引數估計技術:knn估計、直方圖估計、核密度估計,基於p(x)=k/(nv)估計概率密度。

1.直方圖估計

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