漫漫机器学习(二)——— 线性生成学习算法

之前介绍过了一系列的简单线性区别学习算法(discriminative learning algorithm)。而生成学习算法(generative learning algorithms)不同于此。前者是通过训练集训练后,根据输入空间X,将样本分为{0,1}两类,分类依据在概率上表示为P(y|x)。而后者,则是通过P(x|y)和P(y),进而通过贝叶斯公式求得P(y|x)。就好比传统的猫狗分类问题,前者是在X空间上建立一个决策边界,这样,当新的样本进来,可以直接根据这个点落在X输入空间中的哪一边来对其进行分类。而后者则是,首先根据训练样本对猫和狗分别建立一个特征模型(即猫是什么样的的,狗又是什么样的),建立二者的特征分布(x|y的分布),然后,当新样本进来,就观察它是更像猫还是更像狗。

生成学习算法主要有 :

        1. 高斯判别分析法

                必须要基本满足p(x|y)的分布近似于多维高斯分布,即y~Bernoulli(φ),x|y=0 ~ N(μ0,Σ),x|y=0 ~ N(μ1,Σ),因此该数据的对数最大似然(就是最大化贝叶斯公公式的分子,即联合概率分布)为

                        

                  根据训练集最大化似然估计,求得


                                最后的决策边界以 P(y=1|x) = 0.5 为界。

         2. 朴素贝叶斯

                      按照文本分类,朴素贝叶斯方法也如上,根据贝叶斯公式来反向计算概率。与高斯判别分析法不同,朴素贝叶斯方法假设X空间向量的各维分量在y给定的条件下相互独立(条件独立于y)。这样就有

                   

                       它的似然函数仍然是贝叶斯公式的分子,也就是联合分布似然,如下

         

                       最大化似然估计,得到三个参数的估计值如下:

                                        

                       这样可以求得判别函数:

                                  

                      由于在分类过程中,文本中可能出现一个从未出现过的词,导致P(xi|y=0)和P(xi|y=1)均为0,这样就会导致p(y=1|x) = 0/0 ,为了防止这种情况发生,会加上一个拉普拉斯平滑,即改变参数估计值如下:

                        

                          其中分子永远是+1,分母则是加上xi可能取值的所有种类的数目,此处xi只能取0和1,故分母+2。

           3. 文本分类事件模型

                        对朴素贝叶斯方法在文本分类中的应用加以改进,考虑每个词出现的次数,这样会得到文本分类事件模型。不同于朴素贝叶斯中的x是一个字典向量,此处的x是文本向量。朴素贝叶斯中xi代表字典中每个词在文本中出现与否(只能取0或者1),而文本分类事件模型中xi代表文本中每个词在字典中的index(可取1到字典总长度|V|)。因此,朴素贝叶斯中的x长度为字典长度,而文本分类事件模型中的x长度为文本长度。

                        这样文本分类事件模型的似然函数为


                         最大化似然函数得到估计值:

              

                             为防止冷启动情况,加上拉普拉斯平滑:

                             

这就是几种常见的生成学习算法。

巧合的是,当p(x | y)的分布满足指数族分布(上文的三种模型的分布均满足指数族分布)时,均能将p(y=1 | x)的分布转化为logistic回归函数形式。因此,生成学习算法在本质上,往往与线性区别学习算法相吻合。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,905评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,140评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,791评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,483评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,476评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,516评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,905评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,560评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,778评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,557评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,635评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,338评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,925评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,898评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,142评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,818评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,347评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容