- 统计学习必学的十个问题:理论与实践
- 李轩涯 张暐
- 722字
- 2022-07-28 20:05:27
3.1 快速理解判别式模型和生成式模型
从概率的角度来理解数据有着两个不同的角度,假设我们有5个数据点,每个数据都只有一个特征x和一个目标值y:
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P34_5126.jpg?sign=1738985505-K9aWlSNhdQwSHl3kB4wERUvGtjuPCNAI-0-11d185bfb09ad8881de69a732f55980c)
一种是条件概率的角度,它描述了目标值相对于数据的特征出现的概率,我们表示为:
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P34_5128.jpg?sign=1738985505-3x3j92iESBnUULaJXyLX2CaIaJVFsAds-0-e644c7f876636a8b2f234895a34fe18c)
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P34_5129.jpg?sign=1738985505-mnevteLmThoOvgj5vVZas60Fw1mMrz0U-0-df38627b938eed1b73ec2673ec0d551c)
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P34_5130.jpg?sign=1738985505-RtQqViBMsWwIhUyhFT5WANFBrC4swZ5x-0-e9ffa23ff5536f01b03ffbaa9b5970f4)
另一种是联合概率的角度,它描述了数据的特征和目标值一起出现的概率,我们表示为:
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P35_5171.jpg?sign=1738985505-IusrqxhvukcObJsEzs79SMLTQzfEZNnU-0-4d88c3ecac0cc6f853e4b66d04f5a182)
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P35_5172.jpg?sign=1738985505-GmYKVUSyvy7TILmi4PLzaPBXKYrHUuz3-0-55dbece01abb4123648d86a9dd5971a9)
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P35_5173.jpg?sign=1738985505-5cgrjrgRmq1SC9HLf753QKXZ0Gml7p8K-0-4639892c0475e0c17869f5e546cbe04d)
这两种角度分别代表了两种不同的建模方法,条件概率是将数据特征与目标值直接联系在一起,对于每一个特征我们只需要计算P(y|x),我们将这样的模型叫作判别式模型(Discriminative Model),可以看到如果是利用判别式模型去预测新的数据x=0,它会给出y=0。联合概率是综合考虑了整个样本空间,对于每一个特征我们需要计算P(y,x),我们将这样的模型叫作生成式模型(Generative Model),如果去预测新的数据x=1,会比较y=1的概率是的概率是
,选择概率较大的y=2。
定理3.1(贝叶斯定理) 贝叶斯定理(Bayes'theorem)可以从全概率公式推导而来,但含义却更加丰富,简而言之,事件发生的条件可能性和依据此条件发生此事,概率是不一样的。我们分别用A和B表示事件,贝叶斯定理写作:
![](https://epubservercos.yuewen.com/06CE0C/23721657201043606/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P35_5179.jpg?sign=1738985505-mc87o6zzK4EghhUEbMlTOn83cARWxucL-0-b8cadd9303f0c2d7d02ab7194abbb3e9)
其中,p(A)表示先验,是统计量或者只是假设偏好;p(B|A)是似然函数,是在条件A下的B出现的概率;p(A|B)是后验概率,表示B的出现是因为A的概率,A')P(A')dA'为证据因子,对条件概率的积分表示将所有的事件发生的条件都考虑在内。
生成式模型和判别式模型往往都与贝叶斯定理相联系,见定理3.4。因为有P(x,y)=P(y|x)P(x),联合概率比条件概率还多考虑了数据特征的分布。贝叶斯定理中的后验概率随着我们的任务有着不同的含义,比如在朴素贝叶斯分类器(见第4章)中,事件A和B分别指类别和需要预测的样本,在线性回归或者线性分类算法中,事件A和B分别指条件分布的参数和训练样本。