分類器python
預測器
神經網路和計算機一樣,對於輸入和輸出都做了一些處理,當我們不知道這些是什麼具體處理的時候,可以使用模型來估計,模型中最重要的就是其中的參數。
對於以前所學的知識都是求出特定的參數,而在這里是使用誤差值的大小去多次指導參數的調整,這就是迭代。
誤差值=真實值-計算值
分類器
預測器是轉換輸入和輸出之間的關系,分類器是將兩類事物劃分開,只是預測器的目的是找到輸出在直線上,分類器是找到輸出分為兩類各在直線的上下方。但其實都是找到一個合適的斜率(只考慮簡單情況下)
分類器中的誤差值E=期望的正確值-基於A的猜測值得到的計算值$ E=t-y \quad E=(ΔA)x $這就是使用誤差值E得到ΔA
ΔA=E/x
,再將ΔA作為調整分界線斜率A的量
但是這樣會存在一個問題,那就是最終改進的直線會與最後一個訓練樣本十分匹配,近視可以認識忽略了之前的訓練樣本,所以要採用一個新的方法:採用ΔA幾分之一的一個變化值,這樣既能解決上面的問題,又可以有節制地抑制錯誤和雜訊的影響,該方法如下
ΔA=L(E/x)
此處的L稱之為調節系數(學習率)
使用學習率可以解決以上問題,但是當數據本身不是由單一線性過程支配時,簡單的線性分類器還是不能實現分類,這個時候就要採用多個線性分類器來劃分(這就是神經網路的核心思想)
神經網路中追蹤信號
對於一個輸入,神經元不會立即反應,而是會抑制輸入,只有當輸入增強到了一定程度,才可以觸發輸出,並且神經元前後層之間是互相連接的。
神經元的輸入和輸出一般採用S函數(sigmoid function)
y=11+e−x
。因為神經元存在多個輸入,所以需要將輸入的總和作為S函數的輸出。要控制最後的輸出結果,最有效的方式就是調整節點之間的連接強度,這就要使用到矩陣點乘。
一般神經網路分為三層,第一層是輸入層,無需任何計算;第二層是隱藏層;最後是輸出層。
總體過程如下:(特別注意:權重矩陣是不一樣的)
1.輸入層接收信號,通過權重比例輸出到隱藏層,此處遵守公式
X=W•I
$$
\begin{pmatrix}
w_{1,1} & w_{2,1}\\
w_{1,2} & w_{2,2}
\end{pmatrix}
\begin{pmatrix}
input1\\
input2
\end{pmatrix}
$$其中W是權重矩陣,I是輸入矩陣,X是組合調節後的信號
2.隱藏層使用S函數(激活函數)對輸入進行處理,然後輸出到輸出層
3.按照同樣的公式,先經過權重的組合調節再適用S函數(激活函數)得到最後的輸出
反向傳播誤差
誤差=期望的輸出值-實際的計算值,所以根據誤差來調整權重。誤差一般使用不等分誤差,就是按照權重的比例分割誤差。
使用權重,將誤差從輸出向後傳播到網路中,被稱為反向傳播。
Ⅱ 樸素貝葉斯分類器(Python實現+詳細源碼原理)
1、貝葉斯公式的本質: <u>由因到果,由果推因</u>
2、貝葉斯公式:
[圖片上傳中...(wps6.png-5fd624-1618488341725-0)]
1、樸素貝葉斯公式
x1,x2,...xn為特徵集合,y為分類結果
樸素貝葉斯假設各個特徵之間相互獨立
分母相同情況下,我們只要保證分子最大
訓練數據集
long,not_long,sweet,not_sweet,yellow,not_yellow,species
400,100,350,150,450,50,banana
0,300,150,150,300,0,orange
100,100,150,50,50,150,other_fruit
測試數據集
long,sweet,yellow
not_long,not_sweet,not_yellow
not_long,sweet,not_yellow
not_long,sweet,yellow
not_long,sweet,yellow
not_long,not_sweet,not_yellow
long,not_sweet,not_yellow
long,not_sweet,not_yellow
long,not_sweet,not_yellow
long,not_sweet,not_yellow
long,not_sweet,yellow
not_long,not_sweet,yellow
not_long,not_sweet,yellow
long,not_sweet,not_yellow
not_long,not_sweet,yellow
結果
特徵值:[not_long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.003, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[not_long, sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.006999999999999999, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.05625000000000001}
水果類別:other_fruit
特徵值:[not_long, sweet, yellow]
預測結果:{'banana': 0.063, 'orange': 0.15, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:orange
特徵值:[not_long, sweet, yellow]
預測結果:{'banana': 0.063, 'orange': 0.15, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:orange
特徵值:[not_long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.003, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.012, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.012, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.012, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.012, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[long, not_sweet, yellow]
預測結果:{'banana': 0.108, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.00625}
水果類別:banana
特徵值:[not_long, not_sweet, yellow]
預測結果:{'banana': 0.027, 'orange': 0.15, 'other_fruit': 0.00625}
水果類別:orange
特徵值:[not_long, not_sweet, yellow]
預測結果:{'banana': 0.027, 'orange': 0.15, 'other_fruit': 0.00625}
水果類別:orange
特徵值:[long, not_sweet, not_yellow]
預測結果:{'banana': 0.012, 'orange': 0.0, 'other_fruit': 0.018750000000000003}
水果類別:other_fruit
特徵值:[not_long, not_sweet, yellow]
預測結果:{'banana': 0.027, 'orange': 0.15, 'other_fruit': 0.00625}
水果類別:orange
Ⅲ 如何利用 Python 實現 SVM 模型
我先直觀地闡述我對SVM的理解,這其中不會涉及數學公式,然後給出Python代碼。
SVM是一種二分類模型,處理的數據可以分為三類:
線性可分,通過硬間隔最大化,學習線性分類器
近似線性可分,通過軟間隔最大化,學習線性分類器
線性不可分,通過核函數以及軟間隔最大化,學習非線性分類器
線性分類器,在平面上對應直線;非線性分類器,在平面上對應曲線。
硬間隔對應於線性可分數據集,可以將所有樣本正確分類,也正因為如此,受雜訊樣本影響很大,不推薦。
軟間隔對應於通常情況下的數據集(近似線性可分或線性不可分),允許一些超平面附近的樣本被錯誤分類,從而提升了泛化性能。
如下圖:
我們可以看到,當支持向量太少,可能會得到很差的決策邊界。如果支持向量太多,就相當於每次都利用整個數據集進行分類,類似KNN。Ⅳ 遙感 集成學習stacking 圖像分類 python
最近開發的模塊支持用戶靈活選擇和組合多種機器學習基礎方法(如KNN、SVM和XGBoost),通過Stacking集成學習技術,快速構建遙感影像分類模型。模塊已實現對Sentinel-1和Sentinel-2的RGB波段及全波段數據的訓練支持。用戶可以自定義K折交叉驗證,模型訓練後可保存和重新載入。以下是Stacking集成學習的一些關鍵概念和流程概述:
Stacking是一種通過組合多個基礎模型(基學習器)的預測結果,形成元學習器進行最終分類的策略。一級分類器(基學習器)如KNN、SVM可能性能受限,Stacking通過集成來提高分類效果。它首先讓每個基礎模型在訓練數據上進行K折劃分,獨立進行預測,然後將這些預測結果整合,作為元學習器的訓練數據。元學習器(二級分類器)則基於整合後的數據進行訓練,輸出最終的分類結果。
在實現上,代碼主要包括一個GenerateStacking類,用戶輸入參數包括基礎模型列表(sklearn實例),元分類器模型,K折數量,以及預測結果處理方式(如默認的平均處理)。以下是核心代碼部分,用於訓練和預測:
- 基礎模型(BaseModel):用戶選擇並實例化的sklearn模型列表
- 元模型(FinalModel):同樣使用sklearn實例化的模型,用於集成預測結果
- K值:每個基礎模型的K折訓練次數
- 權重方法(WeightedMethod):處理K個預測結果的方法,如平均、變異逆系數加權或熵權法
盡管在數據量有限的情況下,Stacking能提供一定的分類效果,但效果會受到數據質量和模型選擇的影響。下面展示了一些初步的結果,包括訓練標簽和預測結果圖示。