‘壹’ 朴素贝叶斯算法的原理是什么
朴素贝叶斯分类(NBC)是以贝叶斯定理为基础并且假设特征条件之间相互独立的方法,以特征词之间独立作为前提假设,学习从输入到输出的联合概率分布,再基于学习到的模型。
朴素贝叶斯法是基于贝叶斯定理与特征条件独立假设的分类方法。
最为广泛的两种分类模型是决策树模型(Decision Tree Model)和朴素贝叶斯模型(Naive Bayesian Model,NBM)。和决策树模型相比,朴素贝叶斯分类器(Naive Bayes Classifier 或 NBC)发源于古典数学理论,有着坚实的数学基础,以及稳定的分类效率。
同时,NBC模型所需估计的参数很少,对缺失数据不太敏感,算法也比较简单。理论上,NBC模型与其他分类方法相比具有最小的误差率。但是实际上并非总是如此,这是因为NBC模型假设属性之间相互独立,这个假设在实际应用中往往是不成立的,这给NBC模型的正确分类带来了一定影响。
朴素贝叶斯算法(Naive Bayesian algorithm) 是应用最为广泛的分类算法之一。
朴素贝叶斯方法是在贝叶斯算法的基础上进行了相应的简化,即假定给定目标值时属性之间相互条件独立。也就是说没有哪个属性变量对于决策结果来说占有着较大的比重,也没有哪个属性变量对于决策结果占有着较小的比重。
虽然这个简化方式在一定程度上降低了贝叶斯分类算法的分类效果,但是在实际的应用场景中,极大地简化了贝叶斯方法的复杂性。
‘贰’ 什么是“贝叶斯统计”
英国学者托马斯·贝叶斯在《论有关机遇问题的求解》中提出一种归纳推理的理论,后被一些统计学者发展为一种系统的统计推断方法,称为贝叶斯方法。
1、贝叶斯估计的优势
相较于经典估计的频率主义,贝叶斯估计坚持主观主义的概率解释,它的估计必须依赖于先验概率的分布,而先验分布是试验者对于在进行试验之前得到的资料的主观意见,虽然这种主观意见与科学的客观性存在一定的矛盾,但是在一定程度上弥补了经典估计不能应用于不可重复独立事件的概率问题。例如,如果要估计在一场比赛中甲乙双方的胜率,双方世界排名相当,采用经典估计的方法,认为两个人胜利的概率分别为0.5,但是利用贝叶斯估计,查询两个人比赛的历史记录,发现在近5场比赛中甲方赢了四场,则可以估计甲获胜的概率应该更大。贝叶斯估计通过利用先验信息,结合似然原则,可以弥补经典估计抽样选取充分统计量的主观性不足,协调了样本的随机性与充分性。
2、贝叶斯估计的局限性
就像前面反复提到的贝叶斯估计的先验分布确定的主观性,由于不同的人对于先验信息的理解不一样,得出的先验分布也不尽相同,从而得出的后验分布也存在一定的差异,这与科学的客观性相矛盾。而且贝叶斯估计的原理就是利用旧资料进行更精确的估计,但是很多科学家质疑旧资料是否能够支持假说,由于自身知识有限,无法做出更深入的解释。
3、贝叶斯估计的应用
尽管贝叶斯估计存在一定的局限性,但是在实际生活中有一定的应用,在某些实际问题中,研究往往能够通过先验信息做出更合理的估计模型。例如在房屋震害预测中,以地震考察取得房屋破坏资料为基础,做出贝叶斯模型。还有在经济学问题中,例如车险保费的确立,可能因为缺乏对于投保人的了解,产生信息不对称问题,而无法合理确立保费,使得保险公司受到损失。但是如果我们通过事前调查,了解投保人的事故率,从而确立更准确的保费。再拿更生活的实际例子来说,为了预测08年奥运会的开幕式当天是否会下雨,研究人员不仅分析了当天的云层情况,还结合了历史年份该日的天气情况的先验信息。
就我自己的实际生活来说,在高考填报志愿的时候,如果不利用先验信息,我只能通过对比自己的省内排名,学校排名和在本省的招生人数填报志愿,但是实际上由于专业热门程度会影响学校的填报,更为重要的是对比历年的该学校在省内招生的学生排名做出选择。
总之,由于贝叶斯估计对于先验信息的考察,再结合似然原理,在某些极端的情况下,比经典估计更具有优势,关键在于先验信息是否具有考察意义和如何确立最优先验分布。
‘叁’ 列举三种构建贝叶斯网络的方法
构建贝叶斯网络可以通过络该网三种不同的连接方式来进行。贝叶斯网络三种基本连接方式:同父结构,V型结构,顺序结构。构建贝叶斯网络的方法:
贝叶斯网络:包括一个有向无环图(DAG)和一个条件概率表集合。
DAG中每一个节点表示一个随机变量,可以是可直接观测变量或隐藏变量,而有向边表示随机变量间的条件依赖;条件概率表中的每一个元素对应DAG中唯一的节点,存储此节点对于其所有直接前驱节点的联合条件概率。
构建一个贝叶斯网络流程:
根据前面贝叶斯网络的定义,我们可以初步的知道一个贝叶斯网络的构成,那么可以根据它的定义来构造一个贝叶斯网络,其实就是围绕着它的组成元素:DAG和节点参数与边的方向,下面分这两步来描述下如何构造一个贝叶斯网络。
1.确定随机变量间的拓扑关系,形成DAG。这一步通常需要领域专家完成,而想要建立一个好的拓扑结构,通常需要不断迭代和改进才可以。
2.训练贝叶斯网络参数——估计出各节点的条件概率表。这一步也就是要完成条件概率表的构造,如果每个随机变量的值都是可以直接观察的,像我们上面的例子,那么这一步的训练是直观的,方法类似于朴素贝叶斯分类。
‘肆’ 贝叶斯推理的介绍
贝叶斯推理是由英国牧师贝叶斯发现的一种归纳推理方法,后来的许多研究者对贝叶斯方法在观点、方法和理论上不断的进行完善,最终形成了一种有影响的统计学派,打破了经典统计学一统天下的局面。贝叶斯推理是在经典的统计归纳推理——估计和假设检验的基础上发展起来的一种新的推理方法。与经典的统计归纳推理方法相比,贝叶斯推理在得出结论时不仅要根据当前所观察到的样本信息,而且还要根据推理者过去有关的经验和知识。
‘伍’ 贝叶斯方法的定义
英国学者T.贝叶斯1763年在《论有关机遇问题的求解》中提出一种归纳推理的理论,后被一些统计学者发展为一种系统的统计推断方法,称为贝叶斯方法。采用这种方法作统计推断所得的全部结果,构成贝叶斯统计的内容。认为贝叶斯方法是唯一合理的统计推断方法的统计学者,组成数理统计学中的贝叶斯学派,其形成可追溯到 20世纪 30 年代。到50~60年代,已发展为一个有影响的学派。时至今日,其影响日益扩大。
贝叶斯统计中的两个基本概念是先验分布和后验分布 。①先验分布。总体分布参数θ的一个概率分布。贝叶斯学派的根本观点,是认为在关于总体分布参数θ的任何统计推断问题中,除了使用样本所提供的信息外,还必须规定一个先验分布,它是在进行统计推断时不可缺少的一个要素。他们认为先验分布不必有客观的依据,可以部分地或完全地基于主观信念。②后验分布。根据样本分布和未知参数的先验分布,用概率论中求条件概率分布的方法,求出的在样本已知下,未知参数的条件分布。因为这个分布是在抽样以后才得到的,故称为后验分布。贝叶斯推断方法的关键是任何推断都必须且只须根据后验分布,而不能再涉及样本分布。
‘陆’ 贝叶斯分析方法的介绍
贝叶斯分析方法(Bayesian Analysis)提供了一种计算假设概率的方法,这种方法是基于假设的先验概率、给定假设下观察到不同数据的概率以及观察到的数据本身而得出的。其方法为,将关于未知参数的先验信息与样本信息综合,再根据贝叶斯公式,得出后验信息,然后根据后验信息去推断未知参数的方法。
‘柒’ 什么是贝叶斯分析法金融方面的
贝叶斯分析方法(Bayesian Analysis)提供了一种计算假设概率的方法,这种方法是基于假设的先验概率、给定假设下观察到不同数据的概率以及观察到的数据本身而得出的。其方法为,将关于未知参数的先验信息与样本信息综合,再根据贝叶斯公式,得出后验信息,然后根据后验信息去推断未知参数的方法。
‘捌’ 贝叶斯统计方法
英国学者T.贝叶斯1763年在《论有关机遇问题的求解》中提出一种归纳推理的理论,后被一些统计学者发展为一种系统的统计推断方法,称为贝叶斯方法。采用这种方法作统计推断所得的全部结果,构成贝叶斯统计的内容。认为贝叶斯方法是唯一合理的统计推断方法的统计学者,组成数理统计学中的贝叶斯学派,其形成可追溯到 20世纪 30 年代。到50~60年代,已发展为一个有影响的学派。时至今日,其影响日益扩大。
贝叶斯统计中的两个基本概念是先验分布和后验分布 。①先验分布。总体分布参数θ的一个概率分布。贝叶斯学派的根本观点,是认为在关于总体分布参数θ的任何统计推断问题中,除了使用样本所提供的信息外,还必须规定一个先验分布,它是在进行统计推断时不可缺少的一个要素。他们认为先验分布不必有客观的依据,可以部分地或完全地基于主观信念。②后验分布。根据样本分布和未知参数的先验分布,用概率论中求条件概率分布的方法,求出的在样本已知下,未知参数的条件分布。因为这个分布是在抽样以后才得到的,故称为后验分布。贝叶斯推断方法的关键是任何推断都必须且只须根据后验分布,而不能再涉及样本分布。
‘玖’ 贝叶斯定理计算怎么做
贝叶斯定理
在引出贝叶斯定理之前,先学习几个定义:
边缘概率(又称先验概率):某个事件发生的概率。边缘概率是这样得到的:在联合概率中,把最终结果中那些不需要的事件通过合并成它们的全概率,而消去它们(对离散随机变量用求和得全概率,对连续随机变量用积分得全概率),这称为边缘化(marginalization),比如A的边缘概率表示为P(A),B的边缘概率表示为P(B)。
联合概率表示两个事件共同发生的概率。A与B的联合概率表示为P(A∩B)或者P(A,B)。
条件概率(又称后验概率):事件A在另外一个事件B已经发生条件下的发生概率。条件概率表示为P(A|B),读作“在B条件下A的概率”,。
接着,考虑一个问题:P(A|B)是在B发生的情况下A发生的可能性。
首先,事件B发生之前,我们对事件A的发生有一个基本的概率判断,称为A的先验概率,用P(A)表示;
其次,事件B发生之后,我们对事件A的发生概率重新评估,称为A的后验概率,用P(A|B)表示;
类似的,事件A发生之前,我们对事件B的发生有一个基本的概率判断,称为B的先验概率,用P(B)表示;
同样,事件A发生之后,我们对事件B的发生概率重新评估,称为B的后验概率,用P(B|A)表示。
贝叶斯定理便是基于下述贝叶斯公式:
如果我们已经知道B已经发生并且被称为可能性的概率是A。
P(A/B) A的概率假设我们已经知道B已经发生。
P(B)被称为先验概率,P(B/A)是后验概率。