Yki表示第i类中第k个样本的投影值
N1为ω1样本数 N2为ω2样本数 (7)电位函数分类器:电位函数,累积电位的计算
(a)电位函数:电位分布函数有如下三种形式: 1. K(XXk)? exp{-?||x?xk||2}
12. K(XXk)?
1??||x?xk||2
2sin?||x?xk|| 3. K( XX k ) ? | | α为系数 xk为某一特定点 ?||x?xk||2
(b)累计电位的计算: Kk+1(x)= Kk(x)+rk+1K(x,xk)
其中: xk+1∈ω1并且Kk(xk+1)>0时 rk+1= 0 xk+1∈ω1并且Kk(xk+1) ≤ 0时 rk+1= 1 xk+1∈ω2并且Kk(xk+1)<0时 rk+1= 0 xk+1∈ω2并且Kk(xk+1) ≥ 0时 rk+1= -1
5.1)二类问题的贝叶斯判别
(1)判别函数的四种形式 (2)决策规则 (3)决策面方程
(4)决策系统的结构
(1)判别函数的四种形式:
(A)g(x)?P(?1x)?P(?2x),(后验概率)
(B)g(x)?P(x?1)P(?1)?P(x?2)P(?2),(类条件概率密度) (2)判别规则:
P(x?1)P(?2)(C)g(x)??,(似然比形式)
P(x?2)P(?1)
P(x?1)P(?2)
(D)g(x)?ln?ln,(取对数方法) P(x?2)P(?1)
?1?
(A)P(?1x)P(?2x)?x? ?2? ?1?(B)P(x?)P(?)P(x?)P(?)?x? 1122?2?
?1?P(?2) P(x?)1(C)?x? P(x?2)?P(?1)?2
?1P(x?1)?P(?2) (D)g(x)?lnln?x??2P(x?2)?P(?1)
(3)决策面方程:g(x)=0
2)多类问题的贝叶斯判别 (1)判别函数的四种形式 (2)决策规则 (3)决策面方程 (4)决策系统的结构
(1)判别函数的四种形式:M类有M个判别函数g1(x), g2(x),…, gm(x). (A)g(x)?P(?1x)?P(?2x),(后验概率) (B)g(x)?P(x?1)P(?1)?P(x?2)P(?2),(类条件概率密度)
P(x?1)P(?2)(C)g(x)??,(似然比形式)
P(x?2)P(?1)
P(x?1)P(?2) (D)g(x)?ln?ln,(取对数方法)P(x?2)P(?1)
(2)决策规则:
gi(x)?P(x?i)P(?i)?maxP(x?j)P(?j)?x??i,(i?1,2,...,M)1?j?M另一种形式:
gi(x)?lnP(x?i)?lnP(?i)
?maxlnP(x?j)?lnP(?i)?x??i1?j?M
(3)决策面方程: gi(x)?gj(x),即gi(x)?gj(x)?0
??
6.三种最小错误率贝叶斯分类器(正态分布):判别函数,判别规则,决策面方程 (1)第一种情况:各个特征统计独立,且同方差情况。(最简单情况) (a)判别函数: ) ? w T x ? w , (线性判别函数 ) g (xiii0其中:wi?
(b)判别规则:
12?2?i,wi0??12?2?iT?i?lnP(?i)
gi(x)?wiTx?wi0?maxwTjx?wj0?x??i1?w?M??W(x?x0)?0
其中W??i??j
?2?i??jP(?i)1x0?(?i??j)?ln
2P(?j)?i??j
(2)第二种情况:Σi= Σ相等,即各类协方差相等。 (a)判别函数: gi(x)?WiTx?wi0(线性函数), ?1其中Wi??i
(c)决策面方程:
gi(x)?gj(x)?0
???1wi0???iT??1?i?lnP(?i)2
(b)判别规则:
gi(x)?WiTx?wi0?maxWjTx?wj0?x??i1?j?M
(c)决策面方程: 若?与?相邻?g(x)?g(x)?0ijij
?WT(x?x0)?0,其中W???1(?i??j)。
P(?i) ln(?i??j)P(?)1j x0?(?i??j)?2(?i??j)T??1(?i??j)
(3)第三种情况(一般情况):Σ?为任意,各类协方差矩阵不等,二次项xT Σ? x与i有关。所以判别函数为二次型函数。
(a)判别函数: 1?1TTg(x)?xWx?Wx?w,其中W??iiiii0i,(n?n矩阵) 2 1T?11?1W??(n维列向量),w?????lni?lnP(?i)iiii0iii 22(b)判别规则:
gi(x)?xTWix?WiTx?wi0
?maxxTWjx?WjTx?wj0?x??i1?j?M
gi(x)?gj(x)?0 (c)决策面方程:
7.最小风险贝叶斯分类器:判别函数,判别规则 (1)判别函数: 条件风险:
M
R??ix??E??i?j????i?jP?jx,i?1,2,...,a.(a?M) j?1αi:表示把模式x判决为ωi类的一次动作 期望风险: R ? R ? ? ? x ? x ?P ?x , ( 平均风险 ) ?dx
(2)判别规则: R ? ? k x ? ? min R ? ? i x ?, 则 x ? ? k : 若?????????????????i?1,2,...,M8.最小最大损失准则判决(二类):准则,判别规则,P*(?1)的确定
(1)准则:讨论在P(ωi)变化时如何使最大可能风险最小; (2)判别规则:风险 R ? a ? bP ? ? 1 ? 其中:a??22???12??22?P?x?2?dx?2
b???11??22????21??11?P?x?1?dx???12??22?P?x?2?dx ?2?1 通过最小风险与先验概率的关系曲线 ,确定最大风险,使最大风险最小。
???(3)P(?1)的确定:
如果选择?1,?2使b?0,R与P??1?无关.
即??11??22????21??11??P?x?1?dx???12??22??P?x21
*???2?dx?0这时候最大风险为最小,R?a??22???12??22??P?x?2?dx?29.(1)贝叶斯估计算法思想:准则,求解过程
(A)准则:通过对第i类学习样本Xi的观察,使概率密度分布P(Xi/θ)转化为 后验概率P(θ/Xi) ,再求贝叶斯估计;
(B)求解过程: ① 确定θ的先验分布P(θ),待估参数为随机变量。
② 用第i类样本xi=(x1, x2,…. xN)T求出样本的联合概率密度分布P(xi|θ),它是
θ的函数。
i ③ 利用贝叶斯公式,求θ的后验概率 P(?|Xi)?P(X|?).P(?)??P(Xi|?)P(?)d?
求贝叶斯估计???P(?|Xi)d? ④
?
(2)正态分布情况下:?的计算
对μ的估计为
22N?0??N??N??Xk?N?02??2?0N?02??2k?1???若令P(μ)=N(μ0, σ02 )=N(0,1)
?1N Xk?N?N?1k?1
9.非参数估计的条件密度计算公式
(1)Parzen窗口估计的三种形式,条件密度的计算
(A)窗口的选择:(A)方窗函数;(B)正态窗函数;(C)指数窗函数
1? ?1,|u|?112?(u)??(u)?exp{?2?|u|}?u}?(u)?exp{
22???0.其他
?(B)条件密度的计算:
1N1|x?xi|KNNPN(x)???() Ni?1VNVNhN
(2)K-近邻估计的基本思想及用K-近邻法作后验概率估计的方法
(A)基本思想:以x为中心建立空胞,使v↑,直到捕捉到KN个样本为止。 (B)用K-近邻法作后验概率估计的方法:由KN近邻估计知N个已知类别样 本落入VN内为KN个样本的概率密度估计为
kN
NPN(x)?
VN
N个样本落入VN内有KN个,KN个样本内有Ki个样本属于ωi类,则联合概率密度:
? kiN?P(x|)P() ?i?iPN(x,?i)?vN
根据Bayes公式可求出后验概率: P(x|?i)?P(?i)(x,?i)?MPNPN(?i|x)?N
P(x|?i)?P(?i)PN(x,?i)
i?1j?1
ki后验概率的估计:PN(?i|x)? kN
??27.模糊聚类分析方法 1)基于等价关系 (1)?-水平截阵 (2)等价划分
(1)α水平截阵: R α =[x| μA(x)≥α] (2)等价划分:若 R 是E上的一个等价关系。则对任意阈值α(0≤ α ≤1)则模糊水平集R α
~也是E上的一个等价关系;由小到大选取阈值α(0≤ α ≤1),将矩阵中相同的行的特征归为一类,得到分类;逐渐增大阈值,则分类增多,知道满足分类数目为止。
2)基于相似关系
(1)求传递闭包?等价 (2)利用等价关系聚类
R 变成等价关系方法为: (1)把相似关系(相似矩阵)~248取 R 的乘幂为 R , R , R ......
~~~~k2k
若在某一步有R=R=R.~~~
2则R就是模糊等价关系。且R=R?R
~~~~ 422844R=R?R,R=R?R~~~~~~
(2)选择适当α值,取等价关系R的α水平集,根据水平集确定样本的类别
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