在了解贝叶算法前:要有一定的概率与数理统计基础以及注意事项
条件概率
首先,理解这两个公式的前提是理解条件概率,因此先复习条件概率。
P(A|B)=P(AB)P(B)P(A|B)=P(AB)P(B)
那么由条件概率出发,看一下变形出来的乘法公式:
P(AB)=P(A)⋅P(B|A)=P(B)⋅P(A|B)P(AB)=P(A)⋅P(B|A)=P(B)⋅P(A|B)
理解上面公式比较好的方法是看韦恩图。像了解可以先百度。
事件的独立性和概率的乘法定理
有两个事件A和B,若P(A)=P(A|B),即B的发生与否对A发生的可能性毫无影响,则称A,B两事件独立。
若干个独立事件A1,A1,……An之积的概率,等于各事件概率的乘积
P(A1…An)=P(A1)…P(An)
它被称为概率的乘法定理,其重要条件是两事件相互独立。相加是互斥,相乘是独立。
全概率
景点案例:
一个村子与三个小偷,小偷偷村子的事件两两互斥,求村子被偷的概率。
解释:假设这三个小偷编号为A1,A2,A2A1,A2,A2;
偷东西的事件标记为BB,不偷的话标记为:B¯¯¯¯B¯
那么被偷的概率就是:要么是A1A1,要么是A2A2,要么是A3A3,
如果是A1A1, 概率是什么呢?首先得是A1A1,其次是村子被偷,也即是两个事件都满足,所以是P(A1B)P(A1B)
同理,可以得到P(A2B),P(A3B)P(A2B),P(A3B)
又因这三个小偷两两互斥,表示不会同时去偷。所以被偷的概率是:
P(B)=P(A1B)+P(A2B)+P(A3B)P(B)=P(A1B)+P(A2B)+P(A3B)
当然按照条件概率或者乘法公式展开:
P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)(*)
P(Ai),P(B|Ai)P(Ai),P(B|Ai) 是已知的
问:是不是有想展开为:
P(B)=P(B)P(A1|B)+P(B)P(A1|B)+P(B)P(A1|B)P(B)=P(B)P(A1|B)+P(B)P(A1|B)+P(B)P(A1|B)
P(B)=P(B)P(A1|B)+P(B)P(A1|B)+P(B)P(A1|B)的冲动?
当然这个式子是没错的,但是体现不了这个问题的解法:分阶段。
(*)式子体现的是问题分为两个阶段:
1)选人,分割问题
2)计算分割的子问题的条件概率
对应的这里来便是:
1)选小偷,谁去偷
2)选定的小偷作为条件,那么他去偷的条件概率是什么
所以将问题拆解为阶段的问题便是全概率公式针对的问题。
贝叶斯公式
贝叶斯公式有意思极了,简单说就是逆全概公式。
前面是问总体看来被偷的概率是多少,现在是知道了总体被偷了这件事,概率并不知道,问你个更有意思的问题,像是侦探断案:是哪个小偷的偷的,计算每个小偷偷的概率。
这个特性用在机器学习,人工智能领域相当好用。
也就是求:P(Ai|B)=P(AiB)P(B)P(Ai|B)=P(AiB)P(B)
Ai:小偷i干的;B:村子被偷了Ai:小偷i干的;B:村子被偷了
首先是一个淳朴的条件概率的展开。
分母里出现了P(B)P(B),刚刚讨论的全概公式拿来用一用!
而P(AiB)=P(Ai)⋅P(B|Ai)P(AiB)=P(Ai)⋅P(B|Ai)
对应到上面的例子就鲜活一些:村子被偷了,求AiAi偷的概率。
自然现在条件是P(B)P(B),分子变形为P(AiB)=P(Ai)⋅P(B|Ai)i)P(AiB)=P(Ai)⋅P(B|Ai)i),是因为假定就是AiAi偷的,这是一个已知的概率。
分母P(B)=∑ni=1P(Ai)P(B|Ai)P(B)=∑i=1nP(Ai)P(B|Ai)
注意事项
1、朴素贝叶斯假设各个特征之间相互独立,所以称为朴素。
2、特征值之间是离散的,就直接计算概率值;若是连续值,则认为服从高斯分布,用均值和方差计算概率密度函数。
3、这里假定特征值的个数已知,实际情况下,并不一定知道。
4、数据文件见参考文献2的链接。
5、当特征属性的概率值为o时,可能造成分类误差,解决办法是加入Laplace校准,也成加一平滑,使分子不为0.
6、如果概率相乘,小数太多容易溢出,则可以修改为log,把乘法改成加法,避免误差。
7、经典分析案例:印第安人糖尿病概率,社交账号真实分类,文本分类,新闻分类等等。
朴素贝叶斯
朴素贝叶斯(Naive Bayesian)是最为广泛使用的分类方法,它以概率论为基础,是基于贝叶斯定理和特征条件独立假设的分类方法。
朴素贝叶斯,朴素在什么地方?Q2:朴素贝叶斯,朴素在什么地方?
之所以叫朴素贝叶斯,因为它简单、易于操作,基于特征独立性假设,假设各个特征不会相互影响,这样就大大减小了计算概率的难度。
朴素贝叶斯(Naive Bayesian)是基于贝叶斯定理和特征条件独立假设的分类方法,它通过特征计算分类的概率,选取概率大的情况进行分类,因此它是基于概率论的一种机器学习分类方法。因为分类的目标是确定的,所以也是属于监督学习。
案例分析:直通车
贝叶斯的几种估计:直通车