项目五 贝叶斯分类
贝叶斯分类
贝叶斯分类算法外文名bayesian classifier所属学科统计学定义利用概率统计知识进行分类的算法目录常会走在路上对身旁的朋友说“这个人一看就很有钱、那边有个非主流”之类的话，其实这就是一种分类操作。
从数学角度来说，分类问题可做如下定义：已知集合：和，确定映射规则，使得任意有且仅有一个使得成立。
（不考虑模糊数学里的模糊集情况）其中C叫做类别集合，其中每一个元素是一个类别，而I叫做项集合，其中每一个元素是一个待分类项，f叫做分类器。
分类算法的任务就是构造分类器f。
这里要着重强调，分类问题往往采用经验性方法构造映射规则，即一般情况下的分类问题缺少足够的信息来构造100%正确的映射规则，而是通过对经验数据的学习从而实现一定概率意义上正确的分类，因此所训练出的分类器并不是一定能将每个待分类项准确映射到其分类，分类器的质量与分类器构造方法、待分类数据的特性以及训练样本数量等诸多因素有关。
例如，医生对病人进行诊断就是一个典型的分类过程，任何一个医生都无法直接看到病人的病情，只能观察病人表现出的症状和各种化验检测数据来推断病情，这时医生就好比一个分类器，而这个医生诊断的准确率，与他当初受到的教育方式（构造方法）、病人的症状是否突出（待分类数据的特性）以及医生的经验多少（训练样本数量）都有密切关系。
1.3、贝叶斯分类的基础——贝叶斯定理每次提到贝叶斯定理，我心中的崇敬之情都油然而生，倒不是因为这个定理多高深，而是因为它特别有用。
这个定理解决了现实生活里经常遇到的问题：已知某条件概率，如何得到两个事件交换后的概率，也就是在已知P(A|B)的情况下如何求得P(B|A)。
这里先解释什么是条件概率：表示事件B已经发生的前提下，事件A发生的概率，叫做事件B发生下事件A的条件概率。
其基本求解公式为：。
贝叶斯定理之所以有用，是因为我们在生活中经常遇到这种情况：我们可以很容易直接得出P(A|B)，P(B|A)则很难直接得出，但我们更关心P(B|A)，贝叶斯定理就为我们打通从P(A|B)获得P(B|A)的道路。
贝叶斯分类
详解贝叶斯分类器1.贝叶斯决策论贝叶斯分类器是一类分类算法的总称，贝叶斯定理是这类算法的核心，因此统称为贝叶斯分类。
贝叶斯决策论通过相关概率已知的情况下利用误判损失来选择最优的类别分类。
“风险”(误判损失)= 原本为cj的样本误分类成ci产生的期望损失，期望损失可通过下式计算：为了最小化总体风险，只需在每个样本上选择能够使条件风险R(c|x)最小的类别标记。
最小化分类错误率的贝叶斯最优分类器为：即对每个样本x，选择能使后验概率P(c|x)最大的类别标记。
利用贝叶斯判定准则来最小化决策风险，首先要获得后验概率P(c|x)，机器学习要实现的是基于有限的训练样本集尽可能准确的估计出后验概率P(c|x)。
主要有两种模型：一是“判别式模型”：通过直接建模P(c|x)来预测，其中决策树，BP神经网络，支持向量机都属于判别式模型。
另外一种是“生成式模型”：通过对联合概率模型P(x，c)进行建模，然后再获得P(c|x)。
对于生成模型来说：基于贝叶斯定理，可写为下式（1）通俗的理解：P(c)是类“先验”概率，P(x|c)是样本x相对于类标记c的类条件概率，或称似然。
p(x)是用于归一化的“证据”因子，对于给定样本x，证据因子p(x)与类标记无关。
于是，估计p(c|x)的问题变为基于训练数据来估计p(c)和p(x|c)，对于条件概率p(x|c)来说，它涉及x所有属性的联合概率。
2.极大似然估计假设p(x|c)）具有确定的形式并且被参数向量唯一确定，则我们的任务是利用训练集估计参数θc，将P（x|c）记为P（x|θc）。
令Dc表示训练集D第c类样本的集合，假设样本独立同分布，则参数θc对于数据集Dc的似然是对进行极大似然估计，就是去寻找能最大化P（Dc|θc）的参数值。
直观上看，极大似然估计是试图在θc所有可能的取值中，找到一个能使数据出现的“可能性”最大的值。
上式的连乘操作易造成下溢，通常使用对数似然：此时参数θc的极大似然估计为在连续属性情形下，假设概率密度函数，则参数和的极大似然估计为：也就是说，通过极大似然法得到的正态分布均值就是样本均值，方差就是的均值，在离散情况下，也可通过类似的方式估计类条件概率。
贝叶斯分类
贝叶斯分类1、 定义： 依据贝叶斯准则(两组间最大分离原则)建立的判别函数集进行的图像 分类。
贝叶斯分类是一类分类算法的总称，这类算法均以贝叶斯定理为基础，故统称为贝 叶斯分类。
2、 贝叶斯定理：p(B|A) = P (A| B )P (B )P(A)说明：p(A|B)表示事件B 发生的前提下，事件A 发生的概率；p(A)表示事件A 发生的概率；p(B)事件B 发生的概率。
则可以求得事件 A 发生的前提下，事件B 发生的概率。
贝叶斯定理给出了最小化误差的最优解决方法，可用于分类和预测。
将前面贝叶斯公式变化如下：P(x) P(c)xP(x) P(x)上述公式中，C 代表类别，X 代表特征，很明显，我们做出预测肯定是利用当 前的特征，来判断输出的类别。
当然这里也可以很明显的看到贝叶斯公式先验与后 验概率之间的转换，很明显，P(c|x)在我们的定义里面是后验概率，也是我们想要 得到的东西。
而P(x)、P(c)以及P(x|c)都是先验概率，它们分别 X 特征出现的概 率，C 类出现的概率，C 类中，出现X 的概率。
而第一项对于多类分类来说，都是一 样，都是当前观察到的特征，所以此项可以略去。
那最终的结果就是计算P(x|c)*P(c) 这一项，P (c )是可以通过观察来解决的。
重点也就全部落在了 P(x|c)上，上面对 于此项的解释是在C 类中，X 特征出现的概率，其实简单来讲，就是 X 的概率密度。
3、特点1)o 贝叶斯分类并不是把一个对象绝对地指派给某一类， 而是通过计算得出属于某一类的概率。
具有最大概率的类便是该对象所属的类。
2) o 一般情况下在贝叶斯分 类中所有的属性都潜在的起作用，即并不是一个或几个属性决定分类，而是所有的 属性都参与分类。
3)贝叶斯分类的属性可以是离散的、连续的、也可以是混合的。
4、分类：(1)朴素贝叶斯算法。
⑵TAN 算法1)朴素贝叶斯算法成立的前提是各属性之间互相独立。
贝叶斯分类(数据挖掘)
因此，对于样本X，朴素贝叶斯分类预测 “buys_computer=yes”
。
THE
END
（4）.给定具有许多属性的数据集，计算 P( X / Ci ) 的开销可能 非常大。为降低计算 P( X / Ci ) 的开销，可以做类条件独立的 朴素假定。给定样本的类标号，假定属性值相互独立，即在属 性间，不存在依赖关系。这样：
P( X / Ci )
P( X
k 1
n
k
/ Ci )
其中概率 P( X1 / Ci ), P( X 2 / Ci ), , P( X n / Ci ) 可以由训练样本估值。
P(H)：先验概率，或称H的先验概率。 P(X/H):代表假设H成立情况下，观察到X的概率。 P(H/X):后验概率，或称条件X下H的后验概率。
贝叶斯基本理论的例子：
假设数据样本由水果组成，用它们的颜色和形状来描述。 并做如下假设： X：表示假设红色和圆形的。 H：表示假设X是苹果。 则： P(H/X)反映当我们看到X是红色并且是圆形的时候，我们 对X是苹果的确信程度。 从直观上看， P(H/X)随着P(H)和 P(H/X)的增长而增长，同 时也可以看出P(H/X)随P(X)的增加而减小。 这是很合理的，因为如果X独立于H时被观察到的可能性 越大，那么X对H的支持度越小。
Ci 时数据X的似然度， Ci 称为最大似然假设）。 否则，需要最大化 P( X / Ci ) 。
（ P( X / Ci ) 常被称为给定 而使 P( X / Ci ) 最大的假设
注意： si P ( C ) i 类的先验概率可以用 计算，其中 s si 是类 Ci中的训练样本数，而s是训练样本总数。
P( X / Ci ), i 1, 2 ，我们计算下面的条件概率： P(age≤30|buys_computer=“yes”)=2/9=0.222 P(age≤30|buys_computer =“no”)=3/5=0.600 P(income=“medium”|buys_computer=“yes”)=4/9=0.444 P(income=“medium”|buys_computer=“no”)=2/5=0.400 P(student=“yes” | buys_computer=“yes)= 6/9 =0.667 P(student=“yes” | buys_computer=“no”)= 1/5=0.2 P(credit_rating=“fair” | buys_computer=“yes”)=6/9=0.667 P(credit_rating=“fair” | buys_computer=“no”)=2/5=0.4
贝叶斯 分类
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贝叶斯分类分类算法
贝叶斯分类分类算法贝叶斯分类（Bayesian classification）是一种基于贝叶斯定理的分类算法，它将特征之间的条件概率和类别的先验概率组合起来，通过计算后验概率来确定一个样本属于其中一类别的概率。
贝叶斯分类算法在文本分类、垃圾邮件过滤和情感分析等领域都有广泛应用。
贝叶斯分类的核心思想是通过条件概率来计算后验概率。
在分类问题中，我们要将一个样本进行分类，假设有 n 个特征变量 x1, x2, ..., xn，每个特征变量有 k 个可能的取值，将样本分为 m 个类别 C1,C2, ..., Cm。
需要计算的是给定样本的特征值 x1, x2, ..., xn 下，它属于每个类别的概率 P(C1，x1, x2, ..., xn), P(C2，x1, x2, ..., xn), ..., P(Cm，x1, x2, ..., xn)。
根据贝叶斯定理，P(Ci，x1, x2, ..., xn) = P(Ci) * P(x1,x2, ..., xn，Ci) / P(x1, x2, ..., xn)。
其中，P(Ci) 是类别 Ci 的先验概率，P(x1, x2, ..., xn，Ci) 是样本 x1, x2, ..., xn 在给定类别 Ci 的条件下的概率，P(x1, x2, ..., xn) 是样本 x1, x2, ..., xn出现的概率。
贝叶斯分类算法的核心是学习类别的先验概率和特征之间的条件概率。
通常采用的方法是从已有数据中估计这些概率。
假设训练数据集中有 N个样本，属于类别 Ci 的样本有 Ni 个。
类别 Ci 的先验概率可以估计为P(Ci) = Ni / N。
而特征之间的条件概率可以通过计算样本中特征的频率来估计，比如计算属于类别 Ci 的样本中特征 xj 取值为 a 的频率 P(xj = a，Ci) = Nij / Ni，其中 Nij 是属于类别 Ci 的样本中特征 xj 取值为 a 的个数。
贝叶斯分类
贝叶斯定理的数学表达式为：P(|B) = P(B|) * P() / P(B)，其中P(|B)表示在事件B发生 的条件下，事件发生的概率。
贝叶斯定理在贝叶斯分类中起着关键作用，通过计算不同类别的后验概率，实现对未 知数据的分类。
基本概念： 基于贝叶斯 定理，用于 分类问题
自然语言处理：分析文本中的关键词、主题、情感等，提高文本处理的准确性和效率
贝叶斯分类在垃圾邮件过滤中的应用 垃圾邮件的特征提取 贝叶斯分类器的训练和优化 垃圾邮件过滤的效果评估和改进
信息检索：通过贝 叶斯分类，可以快 速准确地找到用户 需要的信息
推荐系统：根据用户 的历史行为和偏好， 利用贝叶斯分类为用 户推荐感兴趣的内容
深度学习与贝叶斯分类器的结合可以提升分类器的性能 深度学习可以提供更丰富的特征表示，提高贝叶斯分类器的泛化能力 贝叶斯分类器可以提供更稳健的预测，提高深度学习模型的鲁棒性 深度学习与贝叶斯分类器的结合可以应用于各种领域，如医疗、金融、交通等
感谢您的观看
汇报人：XX
广告投放：通过贝 叶斯分类，可以更 准确地投放广告， 提高广告效果
风险评估：在金融、 医疗等领域，贝叶斯 分类可以用于风险评 估，帮助决策者做出 更明智的决策
社交媒体：分析用户情感，了 解用户喜好和需求
电商行业：分析商品评论，了 解用户满意度和需求
客户服务：分析客户反馈，了 解客户需求和满意度
医疗行业：分析患者反馈，了 解 等方法，降低特征维 度，提高模型效率
降维技术：如PC、 LD等，将高维数据 投影到低维空间， 降低计算复杂度
挑战：高维数据带 来的计算复杂度和 过拟合问题
展望：未来研究方向包 括深度学习、集成学习 等，以提高贝叶斯分类 的性能和泛化能力
贝叶斯分类原理
贝叶斯分类原理贝叶斯分类原理是一种基于贝叶斯定理的分类方法。
在机器学习中，分类是指将一个实例分配到一组预定义的类别中的任务。
在这种情况下，“贝叶斯分类”指的是将数据集分为一个或多个类别的算法。
随着互联网和人工智能的发展，贝叶斯分类原理在信息检索、垃圾邮件过滤、舆情分析和医疗诊断等领域中得到了广泛应用。
贝叶斯理论最早由英国统计学家托马斯·贝叶斯在18世纪提出。
贝叶斯分类原理是基于贝叶斯定理的。
贝叶斯定理的官方表述是：P(A|B) = P(B|A) × P(A) / P(B)P(A)和P(B)是事件A和事件B的先验概率分布；P(B|A)是在事件A下B的条件概率；P(A|B)是在已知事件B的情况下A的后验概率分布。
在贝叶斯分类中，我们将每个分类视为事件A并计算每个分类的先验概率P(A)。
然后考虑训练数据集中与该分类相关的每个特征，计算在每个类别中某一特征的条件概率P(B|A)。
使用贝叶斯公式来计算每个分类的后验概率P(A|B)。
将后验概率最高的分类作为预测结果。
贝叶斯分类的核心思想是通过先前的知识和后验概率的推断，来预测事物的未来发展。
在贝叶斯分类原理中，我们将每个分类视为一个“类别”，然后通过计算每个类别与每个特征的条件概率来进行分类。
具体过程如下：1.准备训练数据集。
2.计算训练数据集中每个类别的先验概率。
3.计算在每个类别下各特征的条件概率。
4.输入待分类的实例，计算在每个类别下该实例的后验概率。
5.选择后验概率最高的类别作为预测结果。
下面用一个简单的例子来说明贝叶斯分类原理。
假设我们需要对电子邮件进行自动分类，将它们分为“垃圾邮件” 和“正常邮件” 两类。
我们可以将邮件的主题、发件人信息、时间戳等各种特征作为分类依据。
现在我们已经有了一个训练集，并将训练集按照类别分别标记为“垃圾邮件” 和“正常邮件”。
在训练数据集中，假设类别“垃圾邮件” 的总数为1000封，其中主题包含“online casino” 的邮件有800封，主题不包含“online casino” 的邮件有200封；假设类别“正常邮件” 的总数为2000封，其中主题包含“online casino” 的邮件有100封，主题不包含“online casino” 的邮件有1900封。