移动学习网 导航

分类器的选择 图像分类如何选择合适的分类器?各个分类器的区别以及适用情况?

2024-05-07m.verywind.com
如何选择机器学习分类器~

  如果训练集很小,那么高偏差/低方差分类器(如朴素贝叶斯分类器)要优于低偏差/高方差分类器(如k近邻分类器),因为后者容易过拟合。然而,随着训练集的增大,低偏差/高方差分类器将开始胜出(它们具有较低的渐近误差),因为高偏差分类器不足以提供准确的模型。

  你也可以认为这是生成模型与判别模型的区别。

  一些特定算法的优点

  朴素贝叶斯的优点:超级简单,你只是在做一串计算。如果朴素贝叶斯(NB)条件独立性假设成立,相比于逻辑回归这类的判别模型,朴素贝叶斯分类器将收敛得更快,所以你只需要较小的训练集。而且,即使NB假设不成立,朴素贝叶斯分类器在实践方面仍然表现很好。如果想得到简单快捷的执行效果,这将是个好的选择。它的主要缺点是,不能学习特征之间的相互作用(比如,它不能学习出:虽然你喜欢布拉德·皮特和汤姆·克鲁斯的电影,但却不喜欢他们一起合作的电影)。

  逻辑回归的优点:有许多正则化模型的方法,你不需要像在朴素贝叶斯分类器中那样担心特征间的相互关联性。与决策树和支撑向量机不同,你还可以有一个很好的概率解释,并能容易地更新模型来吸收新数据(使用一个在线梯度下降方法)。如果你想要一个概率框架(比如,简单地调整分类阈值,说出什么时候是不太确定的,或者获得置信区间),或你期望未来接收更多想要快速并入模型中的训练数据,就选择逻辑回归。

  决策树的优点:易于说明和解释(对某些人来说—我不确定自己是否属于这个阵营)。它们可以很容易地处理特征间的相互作用,并且是非参数化的,所以你不用担心异常值或者数据是否线性可分(比如,决策树可以很容易地某特征x的低端是类A,中间是类B,然后高端又是类A的情况)。一个缺点是,不支持在线学习,所以当有新样本时,你将不得不重建决策树。另一个缺点是,容易过拟合,但这也正是诸如随机森林(或提高树)之类的集成方法的切入点。另外,随机森林往往是很多分类问题的赢家(我相信通常略优于支持向量机),它们快速并且可扩展,同时你不须担心要像支持向量机那样调一堆参数,所以它们最近似乎相当受欢迎。

  SVMs的优点:高准确率,为过拟合提供了好的理论保证,并且即使你的数据在基础特征空间线性不可分,只要选定一个恰当的核函数,它们仍然能够取得很好的分类效果。它们在超高维空间是常态的文本分类问题中尤其受欢迎。然而,它们内存消耗大,难于解释,运行和调参也有些烦人,因此,我认为随机森林正渐渐开始偷走它的“王冠”。

  然而…

  尽管如此,回忆一下,更好的数据往往打败更好的算法,设计好的特征大有裨益。并且,如果你有一个庞大数据集,这时你使用哪种分类算法在分类性能方面可能并不要紧(所以,要基于速度和易用性选择算法)。

  重申我上面说的,如果你真的关心准确率,一定要尝试各种各样的分类器,并通过交叉验证选择最好的一个。或者,从Netflix Prize(和Middle Earth)中吸取教训,只使用了一个集成方法进行选择。

支持向量机适合小样本,BP RBF网络等处理多分类的能力较强,RVM等可以处理概率输出

  如果训练集很小,那么高偏差/低方差分类器(如朴素贝叶斯分类器)要优于低偏差/高方差分类器(如k近邻分类器),因为后者容易过拟合。然而,随着训练集的增大,低偏差/高方差分类器将开始胜出(它们具有较低的渐近误差),因为高偏差分类器不足以提供准确的模型。

  你也可以认为这是生成模型与判别模型的区别。

  一些特定算法的优点

  朴素贝叶斯的优点:超级简单,你只是在做一串计算。如果朴素贝叶斯(NB)条件独立性假设成立,相比于逻辑回归这类的判别模型,朴素贝叶斯分类器将收敛得更快,所以你只需要较小的训练集。而且,即使NB假设不成立,朴素贝叶斯分类器在实践方面仍然表现很好。如果想得到简单快捷的执行效果,这将是个好的选择。它的主要缺点是,不能学习特征之间的相互作用(比如,它不能学习出:虽然你喜欢布拉德·皮特和汤姆·克鲁斯的电影,但却不喜欢他们一起合作的电影)。

  逻辑回归的优点:有许多正则化模型的方法,你不需要像在朴素贝叶斯分类器中那样担心特征间的相互关联性。与决策树和支撑向量机不同,你还可以有一个很好的概率解释,并能容易地更新模型来吸收新数据(使用一个在线梯度下降方法)。如果你想要一个概率框架(比如,简单地调整分类阈值,说出什么时候是不太确定的,或者获得置信区间),或你期望未来接收更多想要快速并入模型中的训练数据,就选择逻辑回归。

  决策树的优点:易于说明和解释(对某些人来说—我不确定自己是否属于这个阵营)。它们可以很容易地处理特征间的相互作用,并且是非参数化的,所以你不用担心异常值或者数据是否线性可分(比如,决策树可以很容易地某特征x的低端是类A,中间是类B,然后高端又是类A的情况)。一个缺点是,不支持在线学习,所以当有新样本时,你将不得不重建决策树。另一个缺点是,容易过拟合,但这也正是诸如随机森林(或提高树)之类的集成方法的切入点。另外,随机森林往往是很多分类问题的赢家(我相信通常略优于支持向量机),它们快速并且可扩展,同时你不须担心要像支持向量机那样调一堆参数,所以它们最近似乎相当受欢迎。

  SVMs的优点:高准确率,为过拟合提供了好的理论保证,并且即使你的数据在基础特征空间线性不可分,只要选定一个恰当的核函数,它们仍然能够取得很好的分类效果。它们在超高维空间是常态的文本分类问题中尤其受欢迎。然而,它们内存消耗大,难于解释,运行和调参也有些烦人,因此,我认为随机森林正渐渐开始偷走它的“王冠”。

  然而…

  尽管如此,回忆一下,更好的数据往往打败更好的算法,设计好的特征大有裨益。并且,如果你有一个庞大数据集,这时你使用哪种分类算法在分类性能方面可能并不要紧(所以,要基于速度和易用性选择算法)。

  重申我上面说的,如果你真的关心准确率,一定要尝试各种各样的分类器,并通过交叉验证选择最好的一个。或者,从Netflix Prize(和Middle Earth)中吸取教训,只使用了一个集成方法进行选择。

自从90年代初经典SVM的提出,由于其完整的理论框架和在实际应用中取得的很多好的效果,在机器学习领域受到了广泛的重视。其理论和应用在横向和纵向上都有了发展。

理论上:1.模糊支持向量机,引入样本对类别的隶属度函数,这样每个样本对于类别的影响是不同的,这种理论的应用提高了SVM的抗噪声的能力,尤其适合在未能完全揭示输入样本特性的情况下。

2.最小二乘支持向量机。这种方法是在1999年提出,经过这几年的发展,已经应用要很多相关的领域。研究的问题已经推广到:对于大规模数据集的处理;处理数据的鲁棒性;参数调节和选择问题;训练和仿真。

3.加权支持向量机(有偏样本的加权,有偏风险加权)。

4.主动学习的支持向量机。主动学习在学习过程中可以根据学习进程,选择最有利于分类器性能的样本来进一步训练分类器,特能有效地减少评价样本的数量。也就是通过某种标准对样本对分类的有效性进行排序,然后选择有效样本来训练支持向量机。

5.粗糙集与支持向量机的结合。首先利用粗糙集理论对数据的属性进行约简,能在某种程度上减少支持向量机求解计算量。

6.基于决策树的支持向量机。对于多类问题,采用二岔树将要分类的样本集构造出一系列的两类问题,每个两类构造一个SVM。

7.分级聚类的支持向量机。基于分级聚类和决策树思想构建多类svm,使用分级聚类的方法,可以先把n-1个距离较近的类别结合起来,暂时看作一类,把剩下的一类作为单独的一类,用svm分类,分类后的下一步不再考虑这单独的一类,而只研究所合并的n-1类,再依次下去。

8.算法上的提高。

l Vapnik在95年提出了一种称为”chunking”的块算法,即如果删除矩阵中对应Lagrange乘数为0的行和列,将不会影响最终结果。

l Osuna提出了一种分解算法,应用于人脸识别领域。

l Joachims在1998年将Osuna提出的分解策略推广到解决大型SVM学习的算法

l Platt于1998年提出了序贯最小优化(Sequential Minimal Optimization)每次的工作集中只有2个样本。

9.核函数的构造和参数的选择理论研究。基于各个不同的应用领域,可以构造不同的核函数,能够或多或少的引入领域知识。现在核函数广泛应用的类型有:多项式逼近、贝叶斯分类器、径向基函数、多层感知器。参数的选择现在利用交叉验证的方法来确认。

10.支持向量机从两类问题向多类问题的推广:

n Weston在1998年提出的多类算法为代表。在经典svm理论的基础上,直接在目标函数上进行改进,重新构造多值分类模型,建立k分类支持向量机。通过sv方法对新模型的目标函数进行优化,实现多值分类。这类算法选择的目标函数十分复杂,变量数目过多,计算复杂度也非常高,实现困难,所以只在小型问题的求解中才能使用。Weston,Multi-class support vector machines

n 一对多(one-against-rest)----- Vapnik提出的,k类---k个分类器,第m个分类器将第m类与其余的类分开,也就是说将第m类重新标号为1,其他类标号为-1。完成这个过程需要计算k个二次规划,根据标号将每个样本分开,最后输出的是两类分类器输出为最大的那一类。不足:容易产生属于多类别的点(多个1)和没有被分类的点(标号均为-1)--不对,训练样本数据大,训练困难,推广误差无界.

n 一对一(one-against-one)---Kressel 对于任意两个分类,构造一个分类器,仅识别这两个分类,完成这个过程需要k(k-1)/2个分类器,计算量是非常庞大的。对于每一个样本,根据每一个分类器的分类结果,看属于哪个类别的次数多,最终就属于哪一类(组合这些两类分类器并使用投票法,得票最多的类为样本点所属的类)。不足:如果单个两类分类器不规范化,则整个N类分类器将趋向于过学习;推广误差无界;分类器的数目K随类数急剧增加,导致在决策时速度很慢。

n 层(数分类方法),是对一对一方法的改进,将k个分类合并为两个大类,每个大类里面再分成两个子类,如此下去,直到最基本的k个分类,这样形成不同的层次,每个层次都用svm来进行分类------1对r-1法,构建k-1个分类器,不存在拒绝分类区。

应用上:人脸检测,汽轮发电机组的故障诊断,分类,回归,聚类,时间序列预测,系统辨识,金融工程,生物医药信号处理,数据挖掘,生物信息,文本挖掘,自适应信号处理,剪接位点识别,基于支持向量机的数据库学习算法,手写体相似字识别,支持向量机函数拟合在分形插值中的应用,基于支持向量机的惯导初始对准系统,岩爆预测的支持向量机,缺陷识别,计算机键盘用户身份验证,视频字幕自动定位于提取,说话人的确认,等等。

主要研究热点

从上面的发展中,我们可以总结出,目前支持向量机有着几方面的研究热点:核函数的构造和参数的选择;支持向量机从两类问题向多类问题的推广;更多的应用领域的推广;与目前其它机器学习方法的融合;与数据预处理(样本的重要度,属性的重要度,特征选择等)方面方法的结合,将数据中脱离领域知识的信息,即数据本身的性质融入支持向量机的算法中从而产生新的算法;支持向量机训练算法的探索。

  • ENVI分类后处理
  • 答:监督分类中的样本选择和分类器的选择比较关键。在样本选择时,为了更加清楚的查看地物类型,可以适当的对图像做一些增强处理,如主成分分析、最小噪声变换、波段组合等操作,便于样本的选择;分类器的选择需要根据数据源和影像的...

  • ise法如何进行分类
  • 答:需根据实际情况进行选择。5、性能评估:通过一系列指标和方法来评估分类器的性能,常用的指标包括准确率、召回率、F1值等,常用的方法包括交叉验证和ROC曲线等,评估结果可以反馈到特征选择和算法选择中,进一步优化分类器。

  • 怎样利用ENVI进行有监督的分类
  • 答:这个过程主要是一个目视查看的过程,为后面样本的选择打下基础。第二步:样本选择 第三步:分类器选择 第四步:影像分类 第五步:分类后处理 过程比较复杂,如果还有什么问题可以私信我帮你!

  • 第10天:NLP补充——朴素贝叶斯(Naive-Bayes)
  • 答:  我们可以通过一个例子来对邮件进行分类,识别垃圾邮件和普通邮件,如果我们选择使用朴素贝叶斯分类器,那目标就是判断 P(“垃圾邮件”|“具有某特征”) 是否大于1/2。现在假设我们有垃圾邮件和正常邮件各1万封作为训练集。需要判断...

  • 类选择器一行字单字颜色设置
  • 答:直接在分类器内设置颜色即可。类选择器允许以一种独立于文档元素的方式来指定样式。类选择器允许以一种独立于文档元素的方式来指定样式。

  • matlab怎样实现贝叶斯分类
  • 答:贝叶斯分类器的分类原理是通过某对象的先验概率,利用贝叶斯公式计算出其后验概率,即该对象属于某一类的概率,选择具有最大后验概率的类作为该对象所属的类。也就是说,贝叶斯分类器是最小错误率意义上的优化,它遵循“多数占优”这一基本...

  • 分类器输入参数的条件
  • 答:(2)核函数的选择需要依靠经验; 3、线性分类器与非线性分类器的区别 (1)线性分类器: 对于线性可分数据,用一条直线可以完成分类: 对于线性不可分的数据,线性分类器的最优方法是使平方误差最小: (2)非线性分类器: 对于非线性分类,...

  • 如何理解knn分类器的训练过程和测试过程
  • 答:常见的距离度量方法包括欧氏距离、曼哈顿距离等。选择K值:K值代表了最近邻居的数量,选择合适的K值对KNN分类器的性能影响很大。通常需要通过交叉验证等方式来选择最佳的K值。训练过程的核心:对于新的未知样本,KNN算法会根据给定...

  • boosting和bootstrap区别
  • 答:bootstrap、boosting是机器学习中几种常用的重采样方法。其中bootstrap重采样方法主要用于统计量的估计,boosting方法则主要用于多个子分类器的组合。bootstrap:估计统计量的重采样方法(推荐学习:Python视频教程)bootstrap方法是从...

  • 图像识别
  • 答:模式匹配是指系统用待测图像的特征与特征库中的信息进行比对,通过选择合适的分类器达到识别的目的。 图像预处理技术就是对图像进行正式处理前所做的一系列操作。因为图像在传输过程和存储过程中难免会受到某种程度的破坏和各种各样的噪声...

    户户网菜鸟学习
    联系邮箱
    返回顶部
    移动学习网