2019-11-18

朴素贝叶斯

问题

输入空间:X \in R^n
输出空间:Y \in 有限元素集合
模型空间:而且可以当成生成模型也可以当成决策模型。
样本点损失函数:按决策模型来考虑,则L(x,y,f_\theta) = I(f_\theta(x,y) = y)
经验损失函数:从生成模型考虑R(f) = \sum_{x \in X, y\in Y} (f_\theta(x,y) - P(y|x))P(x),即得f_\theta(x,y) = P(y|x)。从决策模型考虑R(f) = \sum_{x \in X, y\in Y} (I(f_\theta(x,y) = y)P(y|x))P(x),即得f_\theta(x,y) = argmax_y P(y|x)
训练集上损失:根据经验损失函数,直接在训练集上估计P(Y|X)就行了。

求解

P(Y|X) = \frac{P(Y)P(X|Y)}{P(X)},可以忽略P(X)P(Y)直接计算在训练集上的频率得出,至于P(X|Y)则和假定的分布有关:

  • 多项伯努利分布:P(x|y) = \prod_i P(x^{(i)}|y)x^{(i)}取值为0或1,其关于y的条件分布符合伯努利分布,通过计算频率得出。
  • 多项式分布:P(x|y) =\frac{n!}{\prod_i x^{(i)}!} \prod_i P(w^{(i)}=1|y)^{x^{(i)}}w^{(i)}取值为0或1,其关于y的条件分布符合伯努利分布,通过计算频率得出。
  • 多项高斯分布:P(x|y) = \prod_i g(x_i;\mu_{i,y},\sigma_{i,y})
    需要注意到利用统计方法计算P(X|Y)时对样本数量的巨大需求,而以上三种分布的条件独立性都解决了这一困难。

0概率处理: 通过取对数将累乘转化为累加,而为了处理前两种方法中为零的乘积项,可以在计算P(x^{(i)}|y)P(w^{(i)}=1|y)时在分子上都加上一个正常量,分母则加上相应值。

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