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。
对于给定的训练数据集,首先基于特征条件独立假设学习输入/输出的联合概率分布;然后基于此模型,对给定的输入x,利用贝叶斯定理求出后验概率最大的输出y。
4.1 朴素贝叶斯法的学习与分类
4.1.1 基本方法
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/eaa305119d1cf50a.png)
朴素贝叶斯法对条件概率分布作了条件独立性的假设。这是一个较强的假设,朴素贝叶斯法也因此而得名。
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/b6ed9a54251ae66a.png)
朴素贝叶斯法分类时,对给定的输入x,通过学习到的模型计算后验概率分布,将后验概率最大的类作为x的类输出。后验概率计算根据贝叶斯定理进行:
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将4.3式代入4.4式,有
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于是,朴素贝叶斯分类器可表示为:
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/2ead6f3fa5c70439.png)
注意到在式4.6中分母对所有
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/b864c834ad224986.png)
4.1.2 后验概率最大化的含义
朴素贝叶斯法将实例分到后验概率最大的类中,这等价于期望风险最小化。假设选择0-1损失函数:
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/61dc6f064bcc26ce.png)
这时期望风险函数为:
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期望是对联合分布
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为了使期望风险最小化,只需对
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/9f4435382be31d5e.png)
这样一来,根据期望风险最小化准则就得到了后验概率最大化准则:
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朴素贝叶斯法的参数估计
4.2.1 极大似然估计
在朴素贝叶斯法中,学习意味着估计,可以应用极大似然估计法估计相应的概率。
先验概率的估计:
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条件概率的估计:
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/2cb2079a80f2c91f.png)
4.2.2 学习与分类算法
下面给出朴素贝叶斯法的学习与分类算法:
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/12cdfc26b08f5866.png)
4.2.3 贝叶斯估计
用极大似然估计可能出现所要估计的概率值为0的情况,这时会影响后验概率的计算,使分类产生偏差。
解决方法:贝叶斯估计。
条件概率的贝叶斯估计是:
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式中
先验概率的贝叶斯估计是:
![](https://img.haomeiwen.com/i16722260/eaaaca4c82331d30.png)
其中
本章概要
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