CMD + K

Introduksjon til maskinlæringBayes-klassifikasjon og Naive BayesBegreper & formler13
11 min lesing

Bayes-klassifikasjon og Naive Bayes

Kombiner prior og likelihood til en posterior, forstå hva normaliseringsleddet gjør, og se hvorfor Naive Bayes virker selv når uavhengighetsantakelsen er feil.

Læringsmål
  • 01Regn ut posterioren med Bayes' regel fra prior og likelihood, og velg klasse
  • 02Forklar hvorfor normaliserer posteriorene uten å endre hvilken klasse som vinner
  • 03Formuler Naive Bayes-antakelsen som betinget uavhengighet gitt klassen, og forklar hva som skjer når den brytes
  • 04Regn ut Laplace-glattede sannsynligheter, og forklar problemet med nullsannsynligheter
  • 05Forklar hvorfor Naive Bayes regner med log-sannsynligheter, og normaliser log-scorer til posteriorer
  • 06Regn ut en Gaussisk likelihood for en kontinuerlig feature
  • 07Skill generative modeller som Naive Bayes fra diskriminative som logistisk regresjon
0 av 20 aktiviteter
Kjerneidé

En Bayes-klassifikator stiller to spørsmål: hvor vanlig er hver klasse, og hvor godt forklarer hver klasse det jeg ser? Så veier den svarene mot hverandre. Slik tenker en erfaren lege: et symptom som passer perfekt med en sjelden sykdom, peker likevel ofte mot en vanlig sykdom som også kan gi det symptomet. Naive Bayes gjør det samme med mange features ved å late som om de ikke påvirker hverandre innen hver klasse, og det fungerer overraskende godt.

Steg 1 av 7

Bayes' regel som klassifikator

Konsept

En birøkter har sensorer i kubene og vil oppdage sverming før det skjer. Sverming betyr at dronningen og omtrent halvparten av biene forlater kuba for å finne et nytt bol. Vi har to klasser, , og én observasjon : om summetonen er høy.

Tre størrelser bestemmer svaret:

  • Prioren er hvor vanlig klassen er før vi ser på . En gitt uke i sesongen forbereder 10 prosent av kubene sverming.
  • Likelihooden er hvor sannsynlig observasjonen er hvis klassen er sann. 70 prosent av svermende kuber har høy summetone, mot 20 prosent av de normale.
  • Posterioren er det vi egentlig vil vite: sannsynligheten for klassen gitt det vi så.

Bayes' regel knytter dem sammen, ƒBayes' regel for klassifikasjon:

Bayes-klassifikatoren velger klassen med størst posterior. Hvis sannsynlighetene er riktige, gir den færrest feilklassifiseringer av alle mulige regler.

Interaktiv figur

Den vanligste feilen er å forveksle og . At 70 prosent av de svermende kubene summer høyt, betyr ikke at 70 prosent av kubene som summer høyt, svermer. Normale kuber er ni ganger så mange, så selv 20 prosent av dem blir mange.

Prøv: Dra prioren for sverming oppover fra 0,1 og finn omtrent hvor sverming blir den mest sannsynlige klassen (haken).

Laster interaktiv figur …
Figur 5.1Bayes-regelen med én sensor. Sverming har prior 0,1; høy summetone har likelihood 0,7 ved sverming og 0,2 ellers.
Interaktiv
RegneeksempelKuba summer høyt. Hva er sannsynligheten for sverming, og hvilken klasse velges?

Steg 1. Teller for sverming. .

Steg 2. Teller for normal. .

Steg 3. Normaliser. , så og .

Steg 4. Velg. Normal vinner, selv om høy summetone er 3,5 ganger så vanlig ved sverming. Prioren veier tungt. Sverming tar over først når , altså når prioren er over .

Øving 1 av 3

En vannpumpe er defekt i 20 % av tilfellene. En vibrasjonsalarm går hos 60 % av defekte og 15 % av friske pumper. Alarmen går. Hva er sannsynligheten for at pumpa er defekt?

Øving 2 av 3

For en observasjon er og , med priorer og . Hvilken klasse velger Bayes-klassifikatoren?

Øving 3 av 3

Et kjølerom har en temperaturalarm. Kompressorfeil forekommer i 5 % av ukene. Alarmen går i 90 % av ukene med feil og i 8 % av ukene uten feil. Alarmen har gått. Hva er sannsynligheten for kompressorfeil? Oppgi svaret med to desimaler.

Mine notater

Skriv egne notater for dette kapittelet. De lagres automatisk og dukker opp i «Mine notater»-oversikten paa fag-siden.

Laster…