贝叶斯分类器
贝叶斯分类器的基本原理
贝叶斯分类器的基本原理1.先验概率：在进行分类之前，我们需要知道每个类别的先验概率。
先验概率是指在没有其他信息的情况下，每个类别出现的概率。
例如，在对电子邮件进行垃圾邮件分类时，如果我们有大量的垃圾邮件和非垃圾邮件，我们可以假设垃圾邮件的先验概率更高，因为通常来说，收到的电子邮件中垃圾邮件的数量更多。
2.似然函数：似然函数用于计算给定类别下，一些样本的概率。
在贝叶斯分类器中，我们需要对给定样本的特征进行建模，并计算给定类别下观察到这些特征的概率。
例如，在垃圾邮件分类的例子中，我们可以建立一个似然函数来计算垃圾邮件中包含一些关键字的概率。
3.后验概率：后验概率是指在观察到新的证据后，每个类别的概率。
后验概率是通过先验概率和似然函数计算得出的，根据贝叶斯定理，后验概率可以通过先验概率和似然函数的乘积来计算。
4.最大后验概率估计：在进行分类时，贝叶斯分类器会选择具有最大后验概率的类别作为最终的分类结果。
即在给定观测数据下，选择使后验概率最大的类别作为分类结果。
1.能够很好地处理多类别的分类问题：贝叶斯分类器能够有效地处理多类别的分类问题，而且能够在训练过程中自动地学习不同类别之间的关系。
2.能够处理高维度的特征：贝叶斯分类器可以很好地处理高维度的特征，而且在处理高维度数据时，它的性能通常比其他分类算法更好。
3.对缺失数据具有鲁棒性：贝叶斯分类器在处理有缺失数据的情况下具有很强的鲁棒性。
它能够根据训练数据的先验概率和特征之间的相关性进行推断，并给出合适的分类结果。
然而，贝叶斯分类器也存在一些限制：1.对于大规模数据的处理能力有限：由于贝叶斯分类器需要计算多个类别下的似然函数和后验概率，因此在处理大规模数据时，其计算复杂度较高，会导致分类速度变慢。
2.对于特征之间相关性较高的情况，可能会产生误差：对于特征之间相关性较高的情况，贝叶斯分类器可能会产生误差，因为它假设各个特征之间相互独立。
3.需要确定先验概率的合理假设：贝叶斯分类器需要先验概率的先验知识。
贝叶斯分类器原理
贝叶斯分类器原理贝叶斯分类器是一种常见的机器学习算法，它可以用来处理监督学习和分类任务。
它是一种概率分类器，它的基本思想是用贝叶斯定理来计算每个类别的概率，然后选择具有最高概率的类别。
贝叶斯分类器基于贝叶斯定理，该定理由信息学家Thomas Bayes 在18世纪中期提出。
该定理描述了一种用来估计概率的方法：在已知一组条件下，某个事件发生的概率可以根据已知情况（先验概率）和观测数据（后验概率）来估计。
这是贝叶斯定理的关键思想，而贝叶斯分类器就是基于这一思想而构建的。
贝叶斯分类器的工作原理如下：假设我们正在查找的分类标签是C。
我们首先需要计算出在已知给定条件xi下，C类别概率的后验概率P(C|xi)。
首先，计算先验概率P(C)，即在我们未知任何给定条件的情况下，类别C被选择的概率。
之后再计算条件概率P(xi|C)。
根据贝叶斯定理，我们可以使用先验概率和条件概率来估算出后验概率P(C|xi)。
最后，我们可以遍历所有类别，并找出具有最大后验概率的类别。
贝叶斯分类器可以解决许多不同的问题，如文本分类、图像分类和识别等，它能够从大量数据中发现更多有趣的结论。
另外，由于贝叶斯分类器准确性很高，它也被广泛应用于搜索引擎中，用于确定搜索结果的排序等。
贝叶斯分类器是一种简单有效的机器学习算法，它基于贝叶斯定理，可以用来处理多种监督学习和分类任务，是一种高效的概率分类器。
它可以通过计算先验概率和条件概率，来估计每个类别的概率，然后选出具有最大后验概率的类别。
该算法可以用来解决文本分类、图像分类和搜索引擎等问题，在机器学习领域有着广泛的应用。
贝叶斯分类的优缺点
贝叶斯分类的优缺点
贝叶斯分类（Bayesian classification）是一种基于贝叶斯定理的分类方法，该方法通过计算给定特征的条件下，目标变量的概率来进行分类预测。
贝叶斯分类的优点和缺点如下：
优点：
1. 简单有效：贝叶斯分类器是一种非常简单的分类方法，易于理解和实现。
它只需要估计类别的先验概率和给定各个特征的条件概率，计算简单快速。
2. 能够处理小样本问题：由于贝叶斯分类器使用概率模型，可以在有限的样本情况下进行有准确性的估计。
3. 对缺失数据不敏感：贝叶斯分类器在估计条件概率时，对缺失数据不敏感，可以处理特征中存在缺失值的情况。
4. 适用于多分类问题：贝叶斯分类器可以直接应用于多分类问题，不需要额外的转换或修改。
缺点：
1. 对特征独立性的假设：贝叶斯分类器假设所有特征之间是独立的，即特征之间没有相互关系。
在实际应用中，这个假设并不总是成立，特征之间的依赖关系会影响分类准确性。
2. 数据较大时计算复杂：贝叶斯分类器需要计算每个特征的条件概率，当特征数量较大时，计算量会显著增加，导致计算复杂性提高。
3. 需要足够的训练样本：贝叶斯分类器的准确性依赖于训练数据，特别是在特征维度较高或数据噪声较大的情况下，需要足够的训练样本以获得可靠的概率估计。
4. 对输入数据分布的假设：贝叶斯分类器假设输入数据符合特
定的分布（如高斯分布），如果输入数据的分布与其假设不匹配，可能会导致较低的分类准确性。
贝叶斯分类器的实现与应用
贝叶斯分类器的实现与应用近年来，机器学习技术在各个领域都有着广泛的应用。
其中，贝叶斯分类器是一种常用且有效的分类方法。
本文将介绍贝叶斯分类器的原理、实现方法以及应用。
一、贝叶斯分类器原理贝叶斯分类器是一种概率分类器，它基于贝叶斯定理和条件概率理论，通过统计样本之间的相似度，确定样本所属分类的概率大小，从而进行分类的过程。
贝叶斯定理的公式为：P(A|B) = P(B|A) × P(A) / P(B)其中，P(A|B) 表示在已知 B 的条件下，事件 A 发生的概率；P(B|A) 表示在已知 A 的条件下，事件 B 发生的概率；P(A) 和 P(B) 分别表示事件 A 和事件 B 的概率。
在分类问题中，假设有 m 个不同的分类，每个分类对应一个先验概率 P(Yi)，表示在未知样本类别的情况下，已知样本属于第 i 个分类的概率。
对于一个新的样本 x，通过求解以下公式，可以得出它属于每个分类的后验概率 P(Yi|X)：P(Yi|X) = P(X|Yi) × P(Yi) / P(X)其中，P(X|Yi) 表示样本 X 在已知分类 Yi 的条件下出现的概率。
在贝叶斯分类器中，我们假设所有特征之间是独立的，即条件概率 P(X|Yi) 可以表示为各个特征条件概率的乘积，即：P(X|Yi) = P(X1|Yi) × P(X2|Yi) × ... × P(Xn|Yi)其中，X1、X2、...、Xn 分别表示样本 X 的 n 个特征。
最终，将所有分类对应的后验概率进行比较，找出概率最大的那个分类作为样本的分类结果。
二、贝叶斯分类器实现贝叶斯分类器的实现包括两个部分：模型参数计算和分类器实现。
1. 模型参数计算模型参数计算是贝叶斯分类器的关键步骤，它决定了分类器的分类性能。
在参数计算阶段，需要对每个分类的先验概率以及每个特征在每个分类下的条件概率进行估计。
先验概率可以通过样本集中每个分类的样本数量计算得到。
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。
贝叶斯分类器
贝叶斯分类器 本⽂主要介绍⼀个常见的分类框架--贝叶斯分类器。
这篇⽂章分为三个部分：1. 贝叶斯决策论；2. 朴素贝叶斯分类器； 3. 半朴素贝叶斯分类器 贝叶斯决策论 在介绍贝叶斯决策论之前，先介绍两个概念：先验概率（prior probability）和后验概率（posterior probability）。
直观上来讲，先验概率是指在事件未发⽣时，估计该事件发⽣的概率。
⽐如投掷⼀枚匀质硬币，“字”朝上的概率。
后验概率是指基于某个发⽣的条件事件，估计某个事件的概率，它是⼀个条件概率。
⽐如⼀个盒⼦⾥⾯有5个球，两个红球，三个⽩球，求在取出⼀个红球后，再取出⽩球的概率。
在wiki上，先验概率的定义为：A prior probability is a marginal probability, interpreted as a description of what is known about a variable in the absence of some evidence。
后验概率的定义为：The posterior probability is the conditional probability of the variable taking the evidence into account. The probability is computed from the prior and the likelihood function via Baye's theorem. 现在以分类任务为例。
⾸先假设有N种可能的类别标签，即y={c1, c2, ..., cN}, λij 表⽰将⼀个真实标记为cj的样本误分类为ci时产⽣的损失。
后验概率p(ci|x)表⽰将样本x分类给ci是的概率。
那么将样本x分类成ci产⽣的条件风险（conditional risk）为： 其中，P(cj|x) 表⽰样本x分类成cj类的概率，λij 表⽰将真实cj类误分类为ci类的损失。
高斯贝叶斯 多项式贝叶斯 伯努利贝叶斯的区别
高斯贝叶斯多项式贝叶斯伯努利贝叶斯的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!高斯贝叶斯、多项式贝叶斯和伯努利贝叶斯的区别引言贝叶斯分类器是一类基于贝叶斯定理的分类模型，广泛应用于文本分类、垃圾邮件过滤等领域。
贝叶斯分类器原理
贝叶斯分类器原理贝叶斯分类器是一种有监督学习分类算法，它源于贝叶斯定理，是当今最著名的分类算法之一。
它可以用来有效地对数据进行分类，并且可以很好地处理多类别情况。
贝叶斯分类器也是一种有效的模型融合算法，它能够融合多个不同的模型，这能够提高分类的准确率。
贝叶斯定理是一个基本的概率定理，它时常被用于基于概率的决策以及影响结果分析。
贝叶斯定理可以用来确定某件事情发生的概率，而贝叶斯分类器则是基于贝叶斯定理的有监督学习算法，能够根据可用的训练数据，计算每个类别的概率，从而找出最有可能的类别。
贝叶斯分类器的基本思想是使用贝叶斯定理来确定类别的概率。
在这里，我们称某个对象的类别为Y，而它的属性，则可以用一系列X来表示。
为了应用贝叶斯定理，我们必须知道给定某个类别Y的条件下，每个属性X的概率分布，这些概率分布我们可以通过使用贝叶斯估计法来估算。
贝叶斯分类器的训练过程分为两步：首先，根据训练数据，估计每个类别Y中每个属性X的概率分布；其次，根据假设的类别概率，计算给定属性X时，属于某个类别Y的概率。
这种概率的计算方法称为朴素贝叶斯分类器（Naive Bayes Classifier），它是最常用的贝叶斯分类器。
朴素贝叶斯分类器具备许多优点，这些优点使它非常实用，包括：首先，朴素贝叶斯分类器可以处理多类分类问题，其次，它可以处理“缺失属性”的情况，其第三，它可以考虑每个特征相互间的相关性，最后，它可以在复杂的数据集上得到较高的分类准确率。
此外，朴素贝叶斯分类器还有一些不足之处，其中最主要的问题是它过于简化假设，假设各特征之间是独立的，这种假设未必成立。
此外，当训练数据集中的某些特征分布变化较大时，朴素贝叶斯分类器就可能产生过拟合的现象，这会影响分类器的准确率。
贝叶斯分类器是当今最著名的有监督分类算法之一，它是基于贝叶斯定理运行的，它能够根据可用的训练数据计算每个类别的概率，从而选择出最有可能的类别。
它具有处理多类分类问题的能力，同时能够处理缺失属性的情况，可以考虑每个特征之间的相互关系，并且可以在复杂的数据集上取得较好的分类准确率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
22
给出了LungCancer的CPT. 对于其双亲值的每个可能 组合, 表中给出了LungCancer的每个值的条件概率. 例如, 由左上角和右下角, 分别看到：
P(LungCancer = “yes” | FamilyHistory = “yes”, Smoker = “yes”) = 0.8 P(LungCancer = “no” | FamilyHistory = “no”, Smoker = “no”) = 0.9
i 1
d
其中, P(x |yj)可以由训练样本估值
朴素贝叶斯分类(续)
5
估计P(xi |yj)
设第i个属性Ai是分类属性, 则
P(xi|yj) = nij/nj
其中nij是在属性Ai上具有值xi的yj类的训练样本数, 而nj是yj类 的训练样本数
设第i个属性Ai是连续值属性
把Ai离散化
因为P(X| No)P(No)>P(X| Yes)P(Yes),
所以X分类为No
贝叶斯分类器
10
问题
如果诸条件概率P(Xi=xi
|Y=yj) 中的一个为0，则它 们的乘积（计算P(X |Y=yj)的表达式）为0 很可能每个P(X |Y=yj)都为0
解决方法
使S社区中这三项均可直接从数据库里得到或计算出来的。
下面给出划分：
a1：{a<=0.05, 0.05<a<0.2, a>=0.2}， a2：{a<=0.1, 0.1<a<0.8, a>=0.8}， a3：{a=0（不是）,a=1（是）}。
17
2、获取训练样本
使用运维人员曾经人工检测过的1万个账号作为训 练样本。
7
How to Estimate Probabilities from Data?
Tid
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
有 房
是 否 否 是 否 否 是 否 否 否
婚姻 状况
单身 已婚 单身 已婚 离婚 已婚 离婚 单身 已婚 单身
年收 入
125K 100K 70K 120K 95K 60K 220K 85K 75K 90K
P128数据
Name Give Birth Can Fly Live in Water Have Legs Class
A: attributes
yes no no yes no no yes no yes yes no no yes no no no no no yes no no no no no no no yes yes no no no no no no no no no yes no yes no no yes yes sometimes no no no no yes sometimes sometimes no yes sometimes no no no yes no yes no no no yes yes yes yes yes no yes yes yes no yes yes yes yes no yes mammals non-mammals non-mammals mammals non-mammals non-mammals mammals non-mammals mammals non-mammals non-mammals non-mammals mammals non-mammals non-mammals non-mammals mammals non-mammals mammals non-mammals
类yj的先验概率可以用 P (yj)=nj/n 估计 其中, nj是类yj中的训练样本数,而n是训练样本总数
估计P(X|yj)
为便于估计P(X|yj), 假定类条件独立----给定样本的类 标号, 假定属性值条件地相互独立. 于是, P(X|Y=yj)可以用下式估计
P( X | y j ) P( xi | y j )
Give Birth
Can Fly
Live in Water Have Legs
Class
P(A|M)P(M) > P(A|N)P(N) => Mammals
yes
no
yes
no
?
贝叶斯分类器的特点
12
对孤立的噪声点的鲁棒性
个别点对概率估计的影响很小
容易处理缺失值
在估计概率时忽略缺失值的训练实例
P(X|Yes) = P(有房=否|Yes) P(婚姻状况=已婚|Yes) P(年收入=$120K|Yes)
=101.2109 = 0
计算P(X| No)P(No)和P(X| Yes)P(Yes)
P(X| No)P(No)=0.0024 0.7=0.00168 P(X| Yes)P(Yes)=0 0.3=0
样本均值= 110 样本方差= 2975
P(年收入 120 | No)
1 e 2 (54.54)
(120 110) 2 2(2975)
0.0072
贝叶斯分类器: 例(续)
9
X=（有房=否，婚姻状况=已婚，年收入=$120K）
计算P(X| No)和P(X| Yes)
P(X| No) = P(有房=否|No) P(婚姻状况=已婚|No) P(年收入= $120K|No) = 4/74/70.0072=0.0024
案例：检测SNS社区中不真实账号
14
对于SNS社区来说，不真实账号（使用虚假身份或用户的 小号）是一个普遍存在的问题，作为SNS社区的运营商， 希望可以检测出这些不真实账号，从而在一些运营分析报 告中避免这些账号的干扰，亦可以加强对SNS社区的了解 与监管。 将社区中所有账号在真实账号和不真实账号两个类别 设C=0表示真实账号，C=1表示不真实账号。
估计: 原估计: P(Xi=xi |Y=yj) = nij/nj
nc mp m-estimate:P( xi | y j ) nm
Laplace: P( X i xi | Y yi ) nij 1 nj k
Example of Naï ve Bayes Classifier
15
1、确定特征属性及划分
区分真实账号与不真实账号的特征属性，
在实际应用中，特征属性的数量是很多的，划分也会比 较细致
为了简单起见，用少量的特征属性以及较粗的划分，并 对数据做了修改。
16
选择三个特征属性：
a1：日志数量/注册天数 a2：好友数量/注册天数 a3：是否使用真实头像。
P(Yes)=3/10 P(No)=7/10 P(有房=是|No) =3/7 P(有房=否|No) =4/7 P(有房=是|Yes) =0 P(有房=否|Yes) =1 P(婚姻状况=单身|No) =2/7 P(婚姻状况=离婚|No) =1/7 P(婚姻状况=已婚|No) =4/7 P(婚姻状况=单身|Yes) =2/3 P(婚姻状况=离婚|Yes) =1/3 P(婚姻状况=已婚|Yes) =0 年收入： 类=No：样本均值=110 样本方差=2975 类=Yes：样本均值=90 样本方差=25
可以看到，虽然这个用户没有使用真实头像，但是通过分类器 的鉴别，更倾向于将此账号归入真实账号类别。 这个例子也展示了当特征属性充分多时，朴素贝叶斯分类对个 别属性的抗干扰性。
贝叶斯信念网络
20
贝叶斯信念网络(Bayesian belief network)允许在变
量的子集间定义类条件独立性 因果关系图模型
表示变量之间的依赖 给出联合概率分布的说明
X
Y
图示
Z 随机变量 P 弧: 依赖 X,Y 是Z的父节点/前驱, 并且Y 是P的父节点/前驱 Z 和P之间没有依赖关系, 图中没有环
结点:
贝叶斯信念网络 : 例
21
变量LungCance(LC)值的条件概率表(CPT), 给出其双 亲结点FamilyHistory和Smoke的每个可能值的组合的 条件概率
1 k l
其中, nj是yi类的训练样本数,而n是训练样本总数
对于离散属性Ai，设的不同值为ai1,
对于每个类yj，计算后验概率P(aik|yj),
P(aik|yj)= nikj/nj
其中nikj 是在属性Ai上具有值aik 的yj类的训练样本数, 而nj是yj类 的训练样本数
对于连续属性Ai
拖欠 贷款
No No No No Yes No No Yes No Yes
Normal distribution:
1 P( A | c ) e 2
i j 2 ij
( Ai ij ) 2
2 2 ij
One for each (Ai,ci) pair
For (年收入, Class=No): If Class=No
准差ij
和每个类yj，计算yj类样本的均值ij,标
贝叶斯分类器: 例
例:
Tid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 有房 是 否 否 是 否 否 是 否 否 否 婚姻状况 单身 已婚 单身 已婚 离婚 已婚 离婚 单身 已婚 单身 年收入 125K 100K 70K 120K 95K 60K 220K 85K 75K 90K 拖欠贷款 No No No No Yes No No Yes No Yes
P( y j | X) P( yi | X), 1 i k, i j