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李宏毅2020机器学习笔记---P10 Classification

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李宏毅2020机器学习笔记---P10 Classification

Definition

How to do Training data Classification as Regression

以二分类为例
训练:class1 表征输出目标是1,class 2的输出-1
测试:closer to 1 means class 1,otherwise is class 2

features:x1, x2
liniar model:
左图分类很好,右图中,绿色线是分类线,右下角的点的output远大于1,希望蓝色点应该越接近1越好,这些远大于1的点是error。用regression learn,会得到紫色这条线。


再多类问题中,regression不好。

ideal method function(model)


在分类函数中,内嵌一个函数g(x)

Loss function


统计函数f在训练集上错误的次数,作为loss function

Example


知道先验概率,就可以得到蓝球从盒子1出来的概率。
贝叶斯公式。


推演该例子倒分类问题。

P(C1):从class1抽样出来的概率—先验
P(C2):从class2抽样出来的概率
P(x|C1):从class1中抽样出来x的概率
P(x|C2)
可以计算x属于class1的概率,如下

现在需要估测前面的四个概率,可以从training data中估测,称为generative model,计算P(x)

假设某一个x所属的分类(用到的training data)都是从一个Gaussian分布里面抽样出来的,现在就是从samiple出来的点中反向找到Gaussian distribution的一些参数。


在上述例子中,假设抽样出来79个点,呈现出蓝色点表示的分布状态,Gaussian分布看作是一个函数。 Gaussian Distribution 可以选择任何一种分布

是probability的density,上述函数表示input一个x,输出抽样出这个x的概率密度
mean μ mu μ (位置) covariance matrix Σ boldSigma Σ(散的程度)
ex: 同样的方差,不同均值
同样的均值,不同方差

回到刚才的问题,在已知的training data里面,如果能确定均值和方差,那么对于新的点x,带入高斯分布的function里面,就可以计算出sample这个点的概率,因此问题就是如何通过training data计算出均值和方差,这里的方法是

Maximum liklihood

理论上,任何一个Gaussian都可能sample出这里的training data,但是不同的Gaussian sample这些data的可能性是不同的----Different Liilihood,如图


显然,左下角的Gaussian sample出这些点的可能性高于右上角的分布
如果能给一个Gaussian的均值和方差,就可以计算出这个gaussian sample这些点的概率,即

这里的L表示可能性,因为每一个点是独立sanmple的,最大的L对应的就是需要找到的分布

Modifying model


用同一组协方差矩阵

Three steps Function set

Goodness of a function

maximizing the likelihood

Find the best function Math

从posterir probability 到后面用的sigmoid,转换了表述方式,后验概率变成了sigmoid函数

为了得到z的表征,用数学的方式,将gaussian分布的表达式代入

由于考虑公用一个协方差矩阵,在进行简化

所以当公用协方差矩阵后,boundary就是linear形式
这样,只要能够直接找出w和b,就可以得到分类界

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