JAVA贝叶斯网络算法

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贝叶斯网络的精确推断方法(五)

贝叶斯网络的精确推断方法(五)

贝叶斯网络是一种用于建模概率关系的图形化工具,它能够表示变量之间的依赖关系,并且可以用于进行各种推断任务。

贝叶斯网络的精确推断方法是指通过计算准确的概率分布来得到推断结果,而不是使用近似方法。

本文将介绍几种贝叶斯网络的精确推断方法,并探讨它们的优缺点。

一、变量消除算法变量消除算法是一种常用的贝叶斯网络精确推断方法,它通过逐步消除网络中的变量来计算目标变量的概率分布。

这种方法的优点在于可以得到准确的结果,但是计算复杂度较高,在网络结构较为复杂时会变得非常耗时。

另外,如果网络中存在大量的父节点,变量消除算法的计算复杂度也会大大增加。

二、信念传播算法信念传播算法是一种基于因子图的推断方法,它通过在因子图上进行消息传递来计算目标变量的概率分布。

这种方法的优点在于可以并行计算,适用于一些较为复杂的网络结构。

然而,信念传播算法并不能保证得到全局最优解,有时会得到局部最优解或者近似解。

另外,如果网络中存在环路,信念传播算法的表现也会受到影响。

三、动态规划算法动态规划算法是一种经典的优化算法,可以用于求解贝叶斯网络中的精确推断问题。

这种方法的优点在于可以得到全局最优解,但是计算复杂度随着网络规模的增加而指数级增长。

因此,它适用于一些规模较小的网络结构,对于规模较大的网络则不太适用。

四、近似推断方法除了上述的精确推断方法外,还有一些近似推断方法可以用于处理复杂的贝叶斯网络。

比如马尔科夫链蒙特卡洛法、变分推断等方法,它们可以在一定程度上缓解计算复杂度的问题,但是无法保证得到准确的结果。

因此,对于一些对结果精度要求不高的问题,这些方法也是可以考虑的选择。

总结来看,贝叶斯网络的精确推断方法在处理一些要求准确结果的问题时非常有用,但是也存在一些局限性。

在实际应用中,需要根据具体的问题和网络结构选择合适的推断方法,并且在计算效率和结果精度之间做出权衡。

随着计算机技术的不断发展,相信贝叶斯网络的推断方法也会不断得到改进和完善。

贝叶斯网络构建算法

贝叶斯网络构建算法

贝叶斯网络构建算法贝叶斯网络(Bayesian Network)是一种概率图模型,用于表示和推断变量之间的因果关系。

构建一个准确、有效的贝叶斯网络需要采用相应的构建算法。

本文将介绍几种常用的贝叶斯网络构建算法及其应用。

一、完全数据集算法完全数据集算法是贝叶斯网络构建中最简单、最常用的方法之一。

它假设已有一个完整的数据集,其中包含了所有要构建贝叶斯网络所需的信息。

该算法的主要步骤如下:1. 数据预处理:对数据进行清洗、归一化等预处理操作,确保数据的准确性和一致性。

2. 变量分析:根据数据集对变量之间的关系进行分析,确定要构建贝叶斯网络的变量。

3. 贝叶斯网络结构初始化:将变量之间的关系表示为图的结构,可以使用邻接矩阵或邻接链表等数据结构进行存储。

4. 结构学习:利用数据集中的频数统计等方法,通过学习训练数据集中的概率分布来确定贝叶斯网络结构中的参数。

5. 参数学习:在确定了贝叶斯网络结构后,进一步学习网络中各个变量之间的条件概率分布。

6. 结果评估:使用评估指标如准确率、精确率和召回率等来评估生成的贝叶斯网络模型的性能。

完全数据集算法的优点是能够利用完整数据构建准确的贝叶斯网络模型,但它的缺点是对于大规模的数据集,计算成本较高。

二、半监督学习算法半监督学习算法是一种使用有标记和无标记数据进行贝叶斯网络构建的方法。

这种方法可以在数据集不完整的情况下也能获得较好的贝叶斯网络模型。

以下是半监督学习算法的主要步骤:1. 数据预处理:对有标记和无标记数据进行预处理,清洗、归一化等操作。

2. 初始化:使用有标记数据初始化贝叶斯网络结构,可以采用完全数据集算法。

3. 标记传播:通过标记传播算法,将有标记数据的标签扩散到无标记数据中,这样可以在无需标记大量数据的情况下获得更多的有关因果关系的信息。

4. 参数学习:在获得了更多的有标记数据后,使用这些数据进行参数学习,并更新贝叶斯网络模型。

5. 结果评估:使用评估指标对生成的贝叶斯网络模型进行评估。

数据挖掘中的贝叶斯网络算法介绍

数据挖掘中的贝叶斯网络算法介绍

数据挖掘中的贝叶斯网络算法介绍数据挖掘是一门涉及从大量数据中发现模式和关联的技术。

随着数据量的不断增长,数据挖掘变得越来越重要。

贝叶斯网络算法是数据挖掘中一种常用的方法,它基于贝叶斯定理,能够有效地处理不确定性和推理问题。

贝叶斯网络算法是一种概率图模型,用于表示变量之间的依赖关系。

它通过节点和边的连接来表示变量之间的关系,其中节点表示变量,边表示变量之间的依赖关系。

贝叶斯网络算法通过学习数据中的概率分布,来推断变量之间的关系,并进行预测和推理。

在贝叶斯网络算法中,每个节点表示一个变量,每个节点都有一个条件概率分布,用于表示该变量在给定其父节点的条件下的概率分布。

通过学习数据中的概率分布,可以估计每个节点的条件概率分布。

这样,当给定某些节点的取值时,就可以通过贝叶斯定理来计算其他节点的概率分布。

贝叶斯网络算法有许多应用。

其中之一是预测。

通过学习数据中的概率分布,可以预测变量的取值。

例如,在医学领域,可以使用贝叶斯网络算法来预测某个病人是否患有某种疾病,或者预测某种治疗方法的效果。

另一个应用是推理。

通过贝叶斯网络算法,可以根据已知的变量的取值,推断其他变量的概率分布。

例如,在金融领域,可以使用贝叶斯网络算法来推断某个公司的股票价格是否会上涨或下跌,或者推断某个投资组合的风险。

此外,贝叶斯网络算法还可以用于决策分析。

通过学习数据中的概率分布,可以评估不同决策的风险和收益,并选择最佳的决策。

例如,在市场营销领域,可以使用贝叶斯网络算法来评估不同市场策略的效果,并选择最适合的策略。

贝叶斯网络算法的优点之一是能够处理不确定性。

在现实世界中,许多问题都存在不确定性。

贝叶斯网络算法通过使用概率分布来表示不确定性,能够更好地处理这些问题。

此外,贝叶斯网络算法还能够处理缺失数据和噪声数据,提高数据挖掘的准确性和鲁棒性。

然而,贝叶斯网络算法也存在一些挑战。

首先,贝叶斯网络算法的学习和推断过程需要大量的计算资源和时间。

机器学习中的贝叶斯网络算法

机器学习中的贝叶斯网络算法

机器学习中的贝叶斯网络算法机器学习是近年来科技发展的热门话题,其中贝叶斯网络算法具有极高的实用价值和广泛应用前景。

本文将对贝叶斯网络算法在机器学习中的作用和原理进行探讨,并介绍它的优点与不足以及未来的应用前景。

一、贝叶斯网络算法的概述贝叶斯网络是一种基于概率模型的图论模型,其主要作用是分析变量之间的关系,并通过这些关系进行预测和推断。

贝叶斯网络算法的核心思想是利用贝叶斯定理,将目标变量的概率转化成条件概率,再通过多个条件概率的组合,计算出整个模型中所有变量之间的关系。

这种方法可以极大地减少变量之间的不确定性,从而提高预测准确度。

二、贝叶斯网络算法的原理贝叶斯网络算法的核心原理是基于概率模型的条件概率计算方法,即通过已知条件推算目标变量的概率分布。

例如,在一个“糖尿病预测”系统中,如果我们已经收集到了患者的年龄、体重、血糖、胰岛素等指标,那么我们就可以通过构建一个贝叶斯网络,来预测患者是否有糖尿病的可能性。

贝叶斯网络的构建首先需要确定节点之间的依赖关系,也就是变量之间的条件概率,然后通过概率计算和图论理论,得到完整的网络结构。

三、贝叶斯网络算法的优点相比于其他机器学习算法,贝叶斯网络算法具有以下优点:1. 鲁棒性强:贝叶斯网络算法对数据集的噪声点和缺失值比较鲁棒,不容易受到外界干扰。

2. 可解释性高:贝叶斯网络算法可以清晰地表达变量之间的关系,并且可以通过调整概率关系来进行预测和推断。

3. 高效率:贝叶斯网络算法的计算时间相对较短,特别是在大规模数据集上,计算速度明显快于其他算法。

四、贝叶斯网络算法的不足之处然而贝叶斯网络算法并不是完美的,在实际应用中也存在着一些问题:1. 数据依赖:贝叶斯网络的构建需要依赖于大量的数据集和相关变量,如果数据集本身存在错误或者不一致性,就会导致贝叶斯网络的误差和缺陷。

2. 参数选择:模型的精度和效率取决于参数的选择,但是参数的选择需要依靠数据集的经验,这样容易造成选择偏差和模型失真。

机器学习中的贝叶斯网络结构学习算法详解

机器学习中的贝叶斯网络结构学习算法详解

机器学习中的贝叶斯网络结构学习算法详解贝叶斯网络(Bayesian Network)是一种用于建模和推理概率关系的图形模型,它在机器学习中扮演着重要的角色。

贝叶斯网络可以通过学习数据中的概率分布来推断变量之间的依赖关系,并用图结构表示这些依赖关系。

本文将详细介绍贝叶斯网络中的结构学习算法。

贝叶斯网络的结构学习旨在从给定的数据中学习到一个符合概率分布的图结构,以描述变量之间的条件依赖关系。

贝叶斯网络的结构由有向无环图(Directed Acyclic Graph, DAG)表示,其中节点表示随机变量,边表示变量之间的依赖关系。

结构学习算法的目标就是通过学习数据中的联合概率分布来判断哪些变量之间存在依赖关系,进而构建出合理的贝叶斯网络。

一种常用的贝叶斯网络结构学习算法是搜索与评分(Search and Score)算法。

该算法通过搜索所有的可能结构,并使用评分准则对每个结构进行打分,最终选择出得分最高的结构作为最终的结构。

搜索算法可以采用贪婪搜索或启发式搜索等方法。

贪婪搜索算法从空网络开始,逐步增加边和节点,直到满足某个终止准则。

启发式搜索算法则在搜索过程中使用某个启发式函数指导搜索方向,加速搜索过程。

这些搜索算法通过拓扑排序方法来保证生成的网络是一个有向无环图。

在搜索算法的基础上,评分准则用于判断结构的好坏。

评分准则通常包括结构的拟合度和复杂度。

拟合度用于衡量网络对数据的拟合程度,可以使用最大似然估计、贝叶斯估计等统计方法来计算。

复杂度用于衡量网络的简洁性和表达能力,常用的有参数数目、参数独立性等指标。

另一种常见的贝叶斯网络结构学习算法是基于约束条件的学习(Constraint-based Learning)算法。

该算法通过利用数据中的条件独立性关系来判断变量之间的依赖关系。

首先,使用独立性检验方法来筛选出条件独立的变量对,并构建一个初步的依赖关系图。

然后,使用图搜索算法来搜索符合依赖关系的图结构,并使用评分准则对每个结构进行打分和选择。

贝叶斯网络学习方法和算法研究

贝叶斯网络学习方法和算法研究

贝叶斯网络学习方法和算法研究简介贝叶斯网络是一种概率图模型,用于表示变量之间的依赖关系,并且可以根据已知数据进行参数学习。

贝叶斯网络学习方法和算法的研究旨在通过已知的数据来推断变量之间的依赖关系,从而能够预测未知的变量值。

这对于理解复杂系统的行为、进行数据挖掘和决策支持具有重要意义。

1.参数学习:参数学习是通过已知数据来估计贝叶斯网络中节点的条件概率表。

常用的参数学习方法包括最大似然估计法、最大后验估计法和EM算法。

-最大似然估计法:最大似然估计法假设贝叶斯网络的结构已知,在给定结构的情况下,通过最大化数据的似然函数来估计参数值。

-最大后验估计法:最大后验估计法考虑了先验知识,通过最大化后验概率来估计参数值。

先验知识可以来自领域专家的经验或领域内其他问题的学习结果。

-EM算法:EM算法是一种迭代优化算法,通过交替进行E步(求期望)和M步(最大化似然)来估计参数值。

2.结构学习:结构学习是通过已知数据来推断贝叶斯网络的结构,即变量之间的依赖关系。

常用的结构学习方法包括约束贝叶斯网络学习、贪心法和遗传算法。

-约束贝叶斯网络学习:约束贝叶斯网络学习方法利用领域专家的先验知识来限制贝叶斯网络的结构。

这些先验知识可以包括变量之间的因果关系、边的数目或方向的约束等。

-贪心法:贪心法从其中一种启发式准则(如最大似然准则或最小描述长度准则)开始,通过局部的方式来最优的贝叶斯网络结构。

1. 分数-based算法:分数-based算法通过定义不同的评分函数来评估不同网络结构的质量,目标是找到具有最高分数的网络结构。

常用的评分函数包括BIC(贝叶斯信息准则)和BDeu(等效样本大小)。

2. 约束-based算法:约束-based算法通过定义不同的约束条件来限制网络结构的空间。

常用的约束条件包括有向无环图(DAG)约束和有限父节点约束。

3.启发式算法:启发式算法使用启发式规则和策略来最优的网络结构。

常用的启发式算法包括贝叶斯、遗传算法和模拟退火算法。

贝叶斯网络的构建方法(四)

贝叶斯网络的构建方法(四)

贝叶斯网络的构建方法引言贝叶斯网络是一种用来描述变量之间依赖关系的概率图模型,它在各种领域中都有着广泛的应用,包括机器学习、数据挖掘、医学诊断等。

在贝叶斯网络中,节点表示随机变量,边表示变量之间的依赖关系。

如何构建一个合理的贝叶斯网络是一个重要的课题,本文将介绍一些常用的构建方法。

数据收集和变量选择在构建贝叶斯网络之前,首先需要收集相关的数据,并且选择合适的变量。

数据收集的过程中需要保证数据的完整性和准确性,同时也需要考虑变量之间的相关性。

在变量选择方面,可以利用领域知识或者专家经验来进行判断,也可以借助数据挖掘技术进行变量的筛选和排除。

结构学习结构学习是构建贝叶斯网络的重要步骤,它主要是确定变量之间的依赖关系。

常用的结构学习方法包括基于约束条件的方法、基于搜索算法的方法和基于信息度量的方法。

其中,基于约束条件的方法通过领域知识或者专家经验来确定变量之间的依赖关系,而基于搜索算法的方法则是通过搜索空间中的可能结构来寻找最优的网络结构。

在基于信息度量的方法中,常用的指标包括互信息、条件互信息等,通过计算不同变量之间的信息量来确定它们之间的依赖关系。

参数学习确定了贝叶斯网络的结构之后,接下来就是需要确定网络中每条边对应的参数。

参数学习的主要目标是估计联合概率分布,常用的方法包括极大似然估计、最大后验估计等。

在参数学习的过程中,需要考虑数据的分布特点和参数之间的关联性,以及如何处理缺失数据和异常值。

模型评估构建好贝叶斯网络之后,还需要对模型进行评估和验证。

模型评估的目标是检验模型的准确性和可靠性,常用的方法包括交叉验证、信息准则、模型比较等。

此外,还需要对模型进行灵敏性分析和鲁棒性分析,以确保模型在不同条件下的稳定性和可靠性。

应用和拓展贝叶斯网络作为一种强大的概率图模型,在各种领域中都有着广泛的应用。

除了上述提到的机器学习、数据挖掘、医学诊断等领域之外,贝叶斯网络还可以应用于风险评估、决策支持、智能系统等方面。

人工智能中的贝叶斯网络算法

人工智能中的贝叶斯网络算法

人工智能中的贝叶斯网络算法人工智能是当前互联网和信息技术领域炙手可热的话题。

而在人工智能算法中,贝叶斯网络算法是备受关注的一种有效算法。

本文将从什么是贝叶斯网络算法开始,深入探讨其在人工智能领域中的应用。

什么是贝叶斯网络算法贝叶斯网络算法中的"贝叶斯"指的是英国数学家、统计学家托马斯·贝叶斯,是一个统计模型。

该算法基于贝叶斯定理,把一个大问题分解成许多小部分,再分别分析这些小部分的概率关系,并将结果整合起来来得出最终结论。

在贝叶斯网络算法中,通过不断地观测到不同的数据,来修改已知数据的概率,以完成一个复杂的概率分析。

这种算法不仅适用于概率分析,还可以用于分类、预测和决策分析。

贝叶斯网络算法在人工智能领域的应用在人工智能领域中,贝叶斯网络算法被广泛应用于许多问题的建模和解决。

以下是贝叶斯网络算法在人工智能中的一些应用:1.自然语言处理贝叶斯网络算法可以用于自然语言处理(NLP)中的文本分类和文本处理。

通过使用贝叶斯网络算法进行文本分类,可以更好地理解文本中的意义,并从中提取信息。

2.计算机视觉贝叶斯网络算法在计算机视觉中也有着广泛的应用。

通过使用贝叶斯模型,可以对图像进行分类和标注。

这种方法可以帮助计算机更好地理解图片,并从中识别出不同的对象。

3.智能医疗贝叶斯网络算法可以在智能医疗中用于制定诊断和治疗方案。

通过对患者数据进行建模和分析,可以更好地了解患者的健康状况,并为患者提供更好的医疗服务。

4.智能交通贝叶斯网络算法可以在智能交通中用于处理交通数据和优化交通流。

通过对道路车辆运动的建模,可以分析交通拥堵的原因,并提出缓解交通拥堵的方法。

贝叶斯网络算法的优势贝叶斯网络算法具有以下几个优势:1.有效性贝叶斯网络算法是一种有效的算法,可以帮助解决许多人工智能领域中的问题。

它可以对大数据集进行分析,并从中提取出关键信息。

2.可靠性贝叶斯网络算法具有很高的可靠性,可以在处理数据时保持一致的精度和准确性。

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贝叶斯网络提纲:最近工作:B-COURSE工具学习BNT研究与学习BNT相关实验及结果手动建立贝叶斯网及简单推理参数学习结构学习下一步工作安排最近工作:1. B-COURSE 工具学习B-COURSE是一个供教育者和研究者免费使用的web贝叶斯网络工具。

主要分为依赖关系建模和分类器模型设计。

输入自己的研究数据,就可以利用该工具在线建立模型,并依据建立好的模型进行简单推理。

B-COURSE要求数据格式是ASCII txt格式的离散数据,其中第一行是各种数据属性变量,其余各行则是采集的样本,属性变量值可以是字符串也可以是数据,属性变量之间用制表符分割,缺失属性变量值用空格代替。

读入数据后,在进行结构学习前,可以手动的选择需要考虑的数据属性!生成过程中,可以手动确定模型,确定好模型后,可以选择JAVA playgroud,看到一个java applet程序,可以手动输入相应证据,从而进行简单推理。

B-COURSE的详细使用介绍,可详见[url]http://b-course.cs.helsinki.fi/obc/[/url]。

B-COURSE工具隐藏了数据处理,算法实现等技术难点,所以对初学者来说,容易上手。

但是却不能够针对不同的应用进行自主编程,缺乏灵活性。

2.贝叶斯网工具箱BNT的研究与学习基于matlab的贝叶斯网络工具箱BNT是kevin p.murphy基于matlab语言开发的关于贝叶斯网络学习的开源软件包,提供了许多贝叶斯网络学习的底层基础函数库,支持多种类型的节点(概率分布)、精确推理和近似推理、参数学习及结构学习、静态模型和动态模型。

贝叶斯网络表示:BNT中使用矩阵方式表示贝叶斯网络,即若节点i到j有一条弧,则对应矩阵中(i,j)值为1,否则为0。

结构学习算法函数:BNT中提供了较为丰富的结构学习函数,都有:1. 学习树扩展贝叶斯网络结构的TANC算法learn_struct_tan().2. 数据完整条件下学习一般贝叶斯网络结构的K2算法learn_struct_k2()、贪婪搜索GS(greedy search)算法learn_struct_gs()和爬山HC(hill climbing)算法learn_struct_hc()等。

3. 缺失数据条件下学习一般贝叶斯网络结构的最大期望EM(expectation maximization)算法learn_struct_EM()和马尔科夫链蒙特卡罗MCMC(Markov Chain Monte Carlo)learn_struct_mcmc()算法等。

参数学习算法函数:BNT中也提供了丰富的参数学习函数,都有:1.完整数据时,学习参数的方法主要有两种:最大似然估计learn_params()和贝叶斯方法bayes_update_params();2.数据缺失时,如果已知网络拓扑结构,用EM算法来计算参数,倘若未知网络拓扑结构,使用结构最大期望SEM(structure EM)算法learn_struct_SEM()。

推理机制及推理引擎:为了提高运算速度,使各种推理算法能够有效应用,BNT工具箱采用了引擎机制,不同的引擎根据不同的算法来完成模型转换、细化和求解。

这个推理过程如下:BNT中提供了多种推理引擎,都有:1.联合树推理引擎jtree_inf_engine();2.全局联合树推理引擎global_joint_inf_engine();3.信念传播推理引擎 belprop_inf_engine();4.变量消元推理引擎 var_elim_inf_engine().3.使用BNT做的相关实验及结果u 手动建立贝叶斯网模型及简单推理实验:1. “草地潮湿原因模型”建立及推理:(全是离散变量)%建立贝叶斯网络结构并制定条件概率表N = 4; %四个节点分别是cloudy,sprinkler,rain,wetgrass dag = zeros(N,N);C = 1; S = 2; R = 3; W = 4;dag(C,[R S]) = 1; %节点之间的连接关系dag(R,W) = 1;dag(S,W) = 1;discrete_nodes = 1:N; %离散节点node_sizes = 2*ones(1,N);%节点状态数bnet=mk_bnet(dag,node_sizes,'names',{'cloudy','sprinkler','rain ','wetgrass'},'discrete',discrete_nodes);bnet.CPD{C} = tabular_CPD(bnet,C,[0.5 0.5]);bnet.CPD{R} = tabular_CPD(bnet,R,[0.8 0.2 0.2 0.8]);bnet.CPD{S} = tabular_CPD(bnet,S,[0.5 0.9 0.5 0.1]);bnet.CPD{W} = tabular_CPD(bnet,W,[1 0.1 0.1 0.01 0 0.9 0.90.99]);%画出建立好的贝叶斯网络figuredraw_graph(dag)%选择jtree_inf_engine推理引擎。

engine = jtree_inf_engine(bnet);%输入证据evidence = cell(1,N);evidence{R} = 2;[engine, loglike] = enter_evidence(engine, evidence);%计算单个节点后验概率,即进行推理marg1 = marginal_nodes(engine,S);marg1.T%计算对节点联合后验概率marg2 = marginal_nodes(engine,[S R W]);marg2.T%给出“软证据”,即节点的可能分布概率情况下的推理evidence{R} = [];soft_evidence{R}=[0.6 0.4];[engine, loglike] =enter_evidence(engine,evidence,'soft',soft_evidence); marg3 = marginal_nodes(engine,S);marg3.T实验结果:1.贝叶斯网络2.单个节点后验概率3.多个节点后验概率4.soft_evidence情况下的后验概率2. 焚化炉厂废物排放模型建立及推理:(包含离散变量和连续变量)这个实验与第一个实验不同的地方就是它所建立的贝叶斯网中的节点变量包含连续变量,在建立条件概率概率表时会有所不同,离散变量使用CPD构造器tabular_CPD,连续变量使用gaussian_CPD。

这里指给出这一部分的代码:bnet.CPD{B} = tabular_CPD(bnet,B,'CPT',[0.85 0.15]);bnet.CPD{F} = tabular_CPD(bnet,F,'CPT',[0.95 0.05]);bnet.CPD{W} = tabular_CPD(bnet,W,'CPT',[2/7 5/7]);bnet.CPD{E} = gaussian_CPD(bnet,E,'mean',[-3.9 -0.4 -3.2 -0.5],'cov',[0.00002 0.0001 0.00002 0.0001]);bnet.CPD{D} = gaussian_CPD(bnet,D,'mean',[6.5 6.0 7.57.0],'cov',[0.03 0.04 0.1 0.1],'weights',[1 1 1 1]);bnet.CPD{C} = gaussian_CPD(bnet,C,'mean',[-2 -1],'cov',[0.10.3]);bnet.CPD{L} =gaussian_CPD(bnet,L,'mean',3,'cov',0.25,'weights',-0.5);bnet.CPD{Min} = gaussian_CPD(bnet, Min,'mean',[0.5-0.5],'cov',[0.01 0.005]);bnet.CPD{Mou}=gaussian_CPD(bnet,Mout,'mean',0,'cov',0.002,' weights',[1 1]);贝叶斯网建立好后,推理部分和实验一相似,这里就不再讨论。

实验结果建立的贝叶斯网如下:参数学习实验:这里使用的例子依然是“草地潮湿原因模型”。

首先我先如上面实验那样建立好贝叶斯网bnet,并手动构造条件概率表CPT。

然后使用BNT里的函数sample_bnet(bnet)来产生nsamples个数据样本,nsamples分别取值20,200,2000。

然后,再重新建立一个不知道条件概率表的贝叶斯网bnet2(结构和bnet相同),并把得到的样本作为训练集代入learn_params()函数进行学习,把学习到的条件概率表CPT2与手动构造的CPT进行了比较。

参数学习部分代码: nsamples = 20;samples = cell(N, nsamples);for i = 1:nsamplessamples(:,i) = sample_bnet(bnet);enddata = cell2num(samples);bnet2 = mk_bnet(dag,node_sizes,'discrete',discrete_nodes); seed = 0;rand('state',seed);bnet2.CPD{C} = tabular_CPD(bnet2,C);bnet2.CPD{S} = tabular_CPD(bnet2,S);bnet2.CPD{R} = tabular_CPD(bnet2,R);bnet2.CPD{W} = tabular_CPD(bnet2,W);bnet3 = learn_params(bnet2,data);实验结果:手动给出的CPTnsamples=20nsamples=200nsamples=2000可以看出,随着训练样本数的增加,学习到的条件概率表越来越逼近于手动给出的条件概率表。

u 结构学习实验:这里我主要作了两个实验,一个是基于上面“草地潮湿原因模型”例子,首先手动建立好贝叶斯网bnet,然后使用函数sample_bnet(bnet)产生训练样本,制定节点顺序和最大父亲节点数,代入K2算法,进行结构学习,并比较了不同训练样本数(nsamples)的情况下,学习到的结构和实际结构的差异。

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