朴素贝叶斯分类算法分析解析
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是一种常用于文本分类的算法,其核心思想是基于贝叶斯公式和特征条件独立假设,利用已有的样本数据集建立模型,进而对新样本进行分类。
1. 特征提取在分类之前,需要将文本数据转化为可计算的特征向量。
常见的特征提取方法包括词袋模型、TF-IDF等。
其中,词袋模型将一篇文本表示为一个词集合,即将文本中出现的所有单词组合成一个无序的集合;而TF-IDF则是根据某个词在文本中的出现频率和在整个文本集合中的逆文档频率来计算每个词的权重。
2. 模型训练在训练阶段,需要利用带有标签的样本数据集来构建分类器。
一般地,用$D={(x_1,y_1),(x_2,y_2),...,(x_n,y_n)}$表示训练样本集合,其中$x_i$表示文本的特征向量,$y_i$表示该文本所属的类别。
可以利用训练集中出现次数计算每个类别的先验概率$P(y)$,以及对于每个类别$y$,特征向量$x$在该类别下的条件概率$P(x|y)$。
具体而言,对于一个特征向量$x$和类别$y$,其条件概率可以用以下公式来计算:$P(x|y)=P(x_1,x_2,...,x_n|y)=P(x_1|y)*P(x_2|y)*...*P(x_n|y)$其中,特征条件独立假设是指假设在每个类别下,特征之间相互独立。
这个假设在实际情况中并不总是成立,但是由于其简化了模型的复杂度,并且在很多情况下可以得到不错的结果,因此被广泛应用。
3. 模型预测当拥有了训练好的模型之后,就可以对新的文本进行分类。
具体而言,对于一个特定的文本$x$,其所属类别$y$可以用以下公式来计算:$P(y|x) = \frac{P(y)*P(x|y)}{\sum_{y^\prime}P(y^\prime)*P(x|y^\prime)}$其中,分母是归一化项,其目的是保证概率的总和为1。
在实际应用中,通常只需要比较不同类别$y$的后验概率$P(y|x)$,将概率最大的类别作为该文本的分类结果即可。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是一种经典的机器学习算法,它基于贝叶斯定理和特征之间的独立性假设,能够有效地进行分类任务。
本文将对朴素贝叶斯分类算法的设计和分析进行详细介绍。
一、算法设计1. 数据预处理:对原始数据进行清洗和预处理,包括去除噪声和缺失值处理等。
2. 特征提取:从原始数据中提取有效的特征,常用的方法包括文本特征提取和数值特征提取等。
3. 特征转化:将离散特征转化为连续特征,通常使用独热编码等方法。
4. 计算先验概率:统计每个类别在训练集中的出现次数,并计算其先验概率。
6. 计算后验概率:根据贝叶斯定理,通过先验概率和条件概率计算后验概率。
7. 进行分类:根据后验概率,将样本分配到概率最大的类别中。
8. 模型评估:使用测试集对分类模型进行评估,常用的评估指标包括准确率、精确率和召回率等。
二、算法分析1. 朴素性假设:朴素贝叶斯分类算法假设各个特征之间是相互独立的,这种假设简化了模型的计算,但有时可能不符合实际情况。
2. 适用性:朴素贝叶斯分类算法适用于大多数分类问题,尤其是文本分类和垃圾邮件过滤等领域。
3. 计算效率:朴素贝叶斯分类算法具有高效的计算速度,因为它只需要计算先验概率和条件概率,并且这些概率可以通过统计得到。
4. 零概率问题:当某个特征在训练集中没有出现时,朴素贝叶斯分类算法会出现零概率问题,导致分类结果不准确。
通常可以使用平滑技术(如拉普拉斯平滑)来解决这个问题。
5. 多项式朴素贝叶斯分类算法:朴素贝叶斯分类算法有多种变体,其中最常用的一种是多项式朴素贝叶斯分类算法,它适用于特征是离散变量的情况。
总结:朴素贝叶斯分类算法是一种简单而有效的分类算法,具有高效的计算速度和良好的分类性能。
它通过贝叶斯定理和特征之间的独立性假设,实现了对样本的分类。
朴素贝叶斯分类算法也有一些缺点,如对零概率问题的处理不准确等。
在使用朴素贝叶斯分类算法时,需要根据具体问题选择适合的变体算法,并进行合理的数据处理和模型评估。
朴素贝叶斯算法原理
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朴素贝叶斯算法原理解析1. 介绍朴素贝叶斯算法(Naive Bayes)是一种基于贝叶斯定理和特征条件独立性假设的分类算法。
它被广泛应用于文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域。
该算法简单高效,适用于大规模分类问题。
2. 基本原理朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理,通过计算后验概率来进行分类。
在文本分类中,给定一个待分类的文本,我们需要计算该文本属于每个类别的概率,并选择概率最大的类别作为其分类结果。
2.1 贝叶斯定理贝叶斯定理描述了在已知结果的条件下,通过先验概率和条件概率计算后验概率的过程。
P(A|B)=P(B|A)P(A)P(B)其中,P(A)是事件 A 的先验概率,P(A|B)是事件 B 发生的条件下 A 的后验概率,P(B|A)是事件 A 发生的条件下 B 的概率,P(B)是事件 B 的先验概率。
2.2 特征条件独立性假设朴素贝叶斯算法的核心是特征条件独立性假设。
该假设认为给定类别的情况下,特征之间是相互独立的。
特征条件独立性假设表示为:P(x1,x2,...,x n|y)=P(x1|y)⋅P(x2|y)⋅...⋅P(x n|y)其中,x1,x2,...,x n是一个样本的特征,y是样本的类别。
该假设的前提条件是特征之间相互独立,实际上在某些情况下可能并不成立。
然而,该假设通常在实际问题中仍能取得不错的分类效果,原因是朴素贝叶斯算法不关心特征之间的依赖关系,只关注各特征对最终结果的影响程度。
2.3 计算后验概率根据贝叶斯定理和特征条件独立性假设,我们可以计算后验概率来进行分类。
对于一个待分类的文本,假设它的特征向量为x=(x1,x2,...,x n),类别集合为C=(c1,c2,...,c k)。
那么根据贝叶斯定理,我们需要计算每个类别的后验概率P(c i|x),并选择概率最大的类别作为最终的分类结果。
根据贝叶斯定理,后验概率可以表示为:P(c i|x)=P(x|c i)⋅P(c i)P(x)其中,P(x|c i)是在类别c i的条件下特征向量x出现的概率,P(c i)是类别c i的先验概率,P(x)是特征向量x出现的概率。
机器学习技术中的朴素贝叶斯分类算法详解
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机器学习技术中的朴素贝叶斯分类算法详解机器学习的发展使得人工智能领域取得了重大突破。
其中,朴素贝叶斯算法是一种广泛应用于文本分类、垃圾邮件过滤和情感分析等领域的机器学习算法。
本文将对朴素贝叶斯分类算法进行详细的解析。
朴素贝叶斯分类算法的原理基于条件概率和贝叶斯定理。
其核心思想是利用特征之间的独立性假设来简化问题。
具体而言,朴素贝叶斯分类器假设所有的特征在给定类别下是相互独立的,即每个特征对于分类的贡献是相互独立的。
这个假设使得朴素贝叶斯分类算法具有较好的性能,并且可以利用较少的样本进行训练。
朴素贝叶斯分类算法的步骤如下:1. 收集训练数据集:首先需要收集一组已经标注好的训练数据集。
训练数据集应该包含特征和对应的类别标签。
2. 特征选择:根据具体的问题,选择合适的特征进行分类。
特征应该具备代表性,且不与其他特征有强相关性。
3. 计算先验概率:对于每个类别,计算该类别在训练数据集中的出现概率。
这个概率称为先验概率。
4. 计算条件概率:对于每个特征,计算该特征在给定类别下的概率。
这个概率称为条件概率。
通常使用频率计数或者贝叶斯估计来计算条件概率。
5. 计算后验概率:根据贝叶斯定理,利用先验概率和条件概率计算后验概率。
后验概率表示给定特征的情况下属于某个类别的概率。
6. 最大后验概率估计:将测试样本的特征向量代入后验概率公式,计算每个类别的后验概率。
选择具有最大后验概率的类别作为预测结果。
朴素贝叶斯分类算法的优点是简单且易于实现。
它不需要对大量的特征进行复杂的学习和训练,而是通过计算概率的方式进行分类。
相比于其他复杂的机器学习算法,朴素贝叶斯分类算法具有更低的计算复杂度和更快的执行速度。
然而,朴素贝叶斯分类算法也存在一些限制。
首先,它假设特征之间是相互独立的,这在现实世界的许多问题中并不成立。
其次,朴素贝叶斯分类算法对于数据中的缺失值较为敏感。
当训练数据集中存在缺失值时,需要进行额外的处理来弥补缺失值对分类结果的影响。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是基于贝叶斯定理和特征条件独立假设的分类算法。
其基本原理是根据给定的训练数据集,通过计算后验概率来进行分类。
具体来说,朴素贝叶斯算法将输入的特征向量表示为一个多维空间中的点,根据训练集中已知分类的特征向量的分布,计算分类的后验概率,然后选择具有最大后验概率的类别作为最终的分类结果。
朴素贝叶斯算法的特点之一是基于特征条件独立假设,即假设每个特征之间是相互独立的,这样可以简化计算过程。
这意味着算法将特征之间的联系简化为特征与类别之间的联系。
虽然这个假设实际上并不一定成立,但在实际应用中,朴素贝叶斯算法仍然表现出良好的性能。
朴素贝叶斯算法的实现流程一般包括以下几个步骤:1. 数据预处理:对输入数据进行预处理,如文本数据的分词和特征提取。
2. 计算先验概率和条件概率:根据训练集计算每个类别的先验概率和每个特征在各个类别下的条件概率。
3. 计算后验概率:对于给定的测试样本,根据贝叶斯定理计算后验概率,并选择具有最大后验概率的类别作为预测结果。
4. 模型评估:使用测试集评估模型的性能,通常使用准确率、精确率、召回率等指标进行评估。
朴素贝叶斯算法的性能分析包括两个方面:算法复杂度和分类性能。
算法复杂度指的是算法运行所需的时间和空间复杂度,朴素贝叶斯算法的计算复杂度较低,因为它只需要计算各个特征的概率,并进行简单的乘法和比较操作。
而分类性能指的是算法在实际应用中的准确度和稳定性。
朴素贝叶斯算法的分类性能一般较好,在一些文本分类等任务中能够取得不错的效果。
朴素贝叶斯分类算法的设计和分析是一个涉及基本原理、特点、实现流程和性能分析等多个方面的任务。
合理地设计和分析朴素贝叶斯算法,可以帮助我们更好地理解和应用这一经典的分类算法。
朴素贝叶斯分类算法的研究与应用
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朴素贝叶斯分类算法的研究与应用一、引言朴素贝叶斯分类算法作为一种分类算法,常常被广泛应用于自然语言处理、文本分类和垃圾邮件过滤等领域。
本文将从原理、算法流程、应用场景三个方面来介绍朴素贝叶斯分类算法的研究与应用。
二、原理朴素贝叶斯算法的核心思想是利用贝叶斯定理来计算后验概率,从而得到最优结果。
其贝叶斯定理公式如下:P(A|B) = P(B|A) * P(A) / P(B)其中,P(A|B)为条件概率,表示在B事件发生的情况下A事件发生的概率;P(B|A)为已知A事件发生的情况下B事件发生的概率;P(A)和P(B)为先验概率,分别表示A事件和B事件发生的概率。
朴素贝叶斯算法假设每个特征之间相互独立,即特征之间不存在相互影响,这是朴素贝叶斯算法的基本假设。
根据该假设,可以将后验概率的计算公式简化为:P(C|X) = P(X|C) * P(C) / P(X)其中,C为类别,X为特征向量,P(C|X)为某个样本属于C类别的概率(后验概率),P(X|C)为C类别下X特征向量的条件概率,P(C)为先验概率,P(X)为样本的先验概率。
三、算法流程假设训练数据集D={(x1,y1),(x2,y2),...(xm,ym)},其中xi为第i个样本的特征向量,yi为第i个样本的类别,Ck表示所有类别的集合。
朴素贝叶斯算法的算法流程如下:1. 输入样本特征向量X,求出训练数据集D中每个类别的似然概率P(X|Ck)。
2. 计算样本X属于每个类别的后验概率P(Ck|X)=P(X|Ck)*P(Ck) / P(X)。
3. 选择后验概率最大的类别作为样本X的分类结果。
四、应用场景朴素贝叶斯分类算法常用于多分类问题和文本分类问题。
以下是朴素贝叶斯分类算法的应用场景:1. 垃圾邮件过滤:在邮件分类中,对于非垃圾邮件,其内容会包含正常的单词,而对于垃圾邮件,则会包含一些特殊的单词或标点符号,因此可以根据朴素贝叶斯算法的特征独立假设来进行垃圾邮件的分类。
机器学习中的朴素贝叶斯分类算法研究
![机器学习中的朴素贝叶斯分类算法研究](https://img.taocdn.com/s3/m/ad3e04e2cf2f0066f5335a8102d276a200296027.png)
机器学习中的朴素贝叶斯分类算法研究机器学习是当前最热门的领域之一,其主要目的是通过计算机算法自动提取数据的模式,并利用这些模式来预测新数据。
其中,朴素贝叶斯分类算法是机器学习中常用的一种方法。
一、朴素贝叶斯分类算法基本原理朴素贝叶斯分类算法基于贝叶斯定理,利用已知的先验概率来推断预测概率。
该算法假定每个特征之间是相互独立的,即特征之间的共现不会影响到预测结果,这就是为什么它被称为“朴素”的原因。
根据贝叶斯定理,可以得到朴素贝叶斯分类算法的基本公式:P(c|x) = P(x|c)P(c) / P(x)其中,c表示类别,x表示数据特征,P(c|x)表示在给定特征x的情况下,预测分类为c的概率,P(x|c)表示在已知分类c的情况下,观测到特征x的概率,P(c)表示分类c的先验概率,P(x)表示特征x的先验概率。
二、朴素贝叶斯分类算法应用场景朴素贝叶斯分类算法是文本分类任务中常用的一种方法。
例如,根据一封电子邮件的内容,判断它是垃圾邮件还是正常邮件。
此外,它还被广泛应用于自然语言处理、搜索引擎、金融预测等领域。
三、朴素贝叶斯分类算法的优缺点优点:1. 朴素贝叶斯分类算法简单易懂,计算速度快。
2. 在少量样本情况下,仍能有效推断和预测。
缺点:1. 特征之间必须相互独立,否则会影响预测结果。
2. 该算法对于数值型数据的处理较为复杂,需要采用离散化方法进行转换。
3. 朴素贝叶斯分类算法在处理大量特征的情况下,容易出现过拟合现象,需要进行参数调整。
四、朴素贝叶斯分类算法改进针对朴素贝叶斯分类算法优缺点,研究者们提出了许多改进算法,包括:1. 半朴素贝叶斯分类算法:它克服了原始朴素贝叶斯分类算法中特征相互独立的限制,将特征之间的关联性考虑在内。
2. 多项式朴素贝叶斯分类算法:该算法适用于多项分布的数据,例如,单词在文档中的出现情况。
3. 高斯朴素贝叶斯分类算法:该算法适用于连续型变量,采用高斯分布模型进行处理。
五、结语朴素贝叶斯分类算法是机器学习中应用广泛的一种算法。
朴素贝叶斯分类算法全解
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朴素贝叶斯分类算法全解1.基本概念贝叶斯定理公式如下:P(A,B)=P(B,A)*P(A)/P(B)其中,P(A,B)表示在已知B的条件下发生A的概率,P(B,A)表示在已知A的条件下发生B的概率,P(A)和P(B)分别表示A和B的概率。
2.特征条件独立假设3.算法流程1)收集数据:首先,需要收集用于训练和测试的数据集。
数据集应包含已知分类的样本和对应的特征值。
2)数据预处理:对收集到的数据进行预处理,包括数据清洗、特征选择和特征转换等操作。
常用的预处理方法有去重、缺失值处理、标准化和归一化等。
3)训练模型:根据训练数据集,计算出各个特征在各个分类下的条件概率,以及各个分类的先验概率。
4)分类预测:对于待分类的样本,根据已得到的条件概率和先验概率,计算其属于不同分类的后验概率,并选择概率最大的分类作为预测结果。
4.朴素贝叶斯的应用:垃圾邮件过滤以垃圾邮件过滤为例,介绍朴素贝叶斯算法的具体应用过程。
2)数据预处理:对收集到的邮件文本进行预处理,包括去除停用词、分词、去重、标准化等操作。
3)训练模型:根据训练数据集,计算出垃圾邮件和正常邮件的先验概率P(c),以及每个单词在不同分类下的条件概率P(w,c)。
4)分类预测:对于待分类的邮件文本,计算出其属于垃圾邮件和正常邮件的后验概率P(c,w)。
根据后验概率选择概率最大的分类作为预测结果。
5)模型评估:使用测试数据集对训练得到的模型进行评估,常见的评估指标有准确率、精确率、召回率和F1值等。
5.朴素贝叶斯的优缺点-简单易懂,实现相对简单。
-计算量小,速度快。
-对缺失数据不敏感。
-可以处理高维数据。
-对于特征之间存在相关性的数据,假设特征条件独立可能导致误分类。
-对于连续型特征,需要进行离散化处理。
-对于零概率问题,可以使用平滑技术进行处理。
总结:朴素贝叶斯算法是一种常用的分类算法,在文本分类、垃圾邮件过滤等领域应用广泛。
它基于贝叶斯定理和特征条件独立假设,通过计算后验概率进行分类预测。
十大经典算法朴素贝叶斯讲解PPT
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在人工智能领域,贝叶斯方法是一种非常具有 代表性的不确定性知识表示和推理方法。
贝叶斯定理:
P(A)是A的先验概率或边缘概率。之所以称为“先验”是因为它不考 虑任何B方面的因素。 P(A|B)是已知B发生后A的条件概率,也由于得自B的取值而被称 作A的后验概率。 P(B|A)是已知A发生后B的条件概率,也由于得自A的取值而被称 作B的后验概率。 P(B)是B的先验概率或边缘概率,也作标准化常量(normalized constant).
购买电脑实例:
购买电脑实例:
P(X | buys_computer = “no”) P(buys_computer = “no”) = 0.019×0.357 = 0.007
因此,对于样本X,朴素贝叶斯分类预测 buys_computer =”yes” 特别要注意的是:朴素贝叶斯的核心在于它假设向量 的所有分量之间是独立的。
扩展:
该算法就是将特征相关的属性分成一组,然后假设不 同组中的属性是相互独立的,同一组中的属性是相互 关联的。 (3)还有一种具有树结构的TAN(tree augmented naï ve Bayes)分类器,它放松了朴素贝叶斯中的独 立性假设条件,允许每个属性结点最多可以依赖一个 非类结点。TAN具有较好的综合性能。算是一种受限 制的贝叶斯网络算法。
Thank you!
贝叶斯算法处理流程:
第二阶段——分类器训练阶段: 主要工作是计算每个类别在训练样本中出现 频率以及每个特征属性划分对每个类别的条件 概率估计。输入是特征属性和训练样本,输出 是分类器。 第三阶段——应用阶段:
Hale Waihona Puke 这个阶段的任务是使用分类器对待分类项进行分类 ,其输入是分类器和待分类项,输出是待分类项与类 别的映射关系。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是一种简单而高效的分类算法,其基本思想是通过统计特征出现的概率来进行分类。
本文将对朴素贝叶斯分类算法的设计与分析进行详细介绍。
朴素贝叶斯分类算法的设计过程可以分为三个步骤:特征选择、数据训练和分类预测。
首先是特征选择,即从给定的数据集中选择用于分类的特征。
特征选择的目标是选取那些对分类结果具有重要影响的特征,而忽略那些无关紧要的特征。
一种常用的特征选择方法是信息增益,即选取信息增益最大的特征作为分类的标准。
接下来是数据训练,即通过给定的数据集计算出各个特征在不同分类下的概率。
朴素贝叶斯分类算法的核心假设是特征之间相互独立,即假设每个特征对分类的贡献是相互独立的。
基于这个假设,我们可以使用贝叶斯定理来计算在给定特征条件下某个分类的概率。
最后是分类预测,即根据训练得到的模型和给定的特征,预测其所属的分类。
预测过程中,需要计算每个分类下的后验概率,并选择具有最大后验概率的分类作为预测结果。
在预测过程中,可以使用拉普拉斯平滑来解决数据集中存在特征值为0导致概率计算结果为0的问题。
朴素贝叶斯分类算法的性能分析主要包括两个方面:时间复杂度和准确率。
首先是时间复杂度。
朴素贝叶斯分类算法的时间复杂度主要取决于特征数量和数据集大小。
在训练过程中,需要计算各个特征的概率,时间复杂度为O(n*m),其中n为特征数量,m为数据集大小。
在预测过程中,需要计算每个分类下的后验概率,时间复杂度为O(n),其中n为特征数量。
朴素贝叶斯分类算法的时间复杂度较低,适用于处理大规模数据集。
其次是准确率。
朴素贝叶斯分类算法的准确率受多个因素影响,包括特征选择、数据集质量和训练过程中使用的先验概率等。
在实际应用中,通过调整这些参数可以提高算法的准确率。
朴素贝叶斯分类算法还具有较好的抗噪性能,对于一些噪声较多的数据集也能取得较好的分类效果。
十大经典算法朴素贝叶斯全解
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十大经典算法朴素贝叶斯全解朴素贝叶斯算法(Naive Bayes)是一种简单但经典的机器学习算法,广泛应用于文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域。
它基于贝叶斯定理,通过计算先验概率和条件概率来进行分类。
下面将对朴素贝叶斯算法进行全面解析。
一、朴素贝叶斯算法的原理朴素贝叶斯算法的核心思想是基于贝叶斯定理,它假设所有特征之间相互独立,即“朴素”的概念。
根据贝叶斯定理,可以将分类问题转化为概率问题,即给定特征条件下,求解后验概率最大的类别。
1.先验概率先验概率是指在没有任何信息的情况下,目标变量的概率分布。
在朴素贝叶斯算法中,先验概率可以通过目标变量的频率进行估计。
2.条件概率条件概率是指在已知其中一事件发生的情况下,另一事件发生的概率。
在朴素贝叶斯算法中,条件概率可以通过计算特征与目标变量之间的联合概率来估计。
3.后验概率后验概率是指在已知特征条件下,目标变量的概率分布。
朴素贝叶斯算法通过计算后验概率来进行分类。
二、朴素贝叶斯算法的步骤朴素贝叶斯算法的步骤如下:1.数据预处理对原始数据进行清洗、分词、去除停用词等预处理操作。
2.提取特征根据问题的特点,选择合适的特征进行提取。
常用的特征包括词频、TF-IDF等。
3.建立模型并学习根据训练集的特征和对应的分类结果,计算先验概率和条件概率。
朴素贝叶斯算法假设特征之间相互独立,因此可以分别计算每个特征对应每个分类的条件概率。
4.预测分类对于给定的测试样本,根据求得的条件概率和先验概率,计算后验概率,并选择概率最大的分类作为预测结果。
5.评估模型性能通过对比预测结果与真实结果,计算准确率、召回率、F1值等指标来评估模型的性能。
三、朴素贝叶斯算法的优缺点朴素贝叶斯算法有以下优点:1.算法简单,实现容易。
2.适用于大规模数据集。
3.对缺失数据的处理比较鲁棒。
4.对于高维数据集表现良好。
但朴素贝叶斯算法也存在一些缺点:1.假设特征之间相互独立,这在一些情况下可能不成立,导致分类效果不佳。
写出朴素贝叶斯分类的算法描述
![写出朴素贝叶斯分类的算法描述](https://img.taocdn.com/s3/m/3b28d15eb6360b4c2e3f5727a5e9856a5712264f.png)
写出朴素贝叶斯分类的算法描述朴素贝叶斯分类(Naive Bayes Classification)是一种基于贝叶斯定理与特征独立性假设的简单而有效的机器学习分类算法。
它在自然语言处理、文本分类、垃圾邮件过滤等领域得到了广泛应用。
本文将详细描述朴素贝叶斯分类的算法原理与实现步骤,并探讨其优缺点以及实际应用中的一些注意事项。
一、算法原理朴素贝叶斯分类算法的核心思想是基于贝叶斯定理进行分类。
给定一个待分类的样本x,朴素贝叶斯分类器将根据已有的训练样本集D,计算出后验概率P(Y=Ck|X=x),并将样本x划分到具有最大后验概率的类别Ck中。
具体而言,朴素贝叶斯分类算法通过计算P(Y=Ck|X=x)的值来进行分类,其中Y表示类别,X表示样本的特征。
根据贝叶斯定理,后验概率的计算可以转化为以下形式:P(Y=Ck|X=x) = P(Y=Ck) * P(X=x|Y=Ck) / P(X=x)在朴素贝叶斯分类算法中,特征之间被假设为相互独立,这就是所谓的“朴素”假设。
基于这一假设,我们可以将P(X=x|Y=Ck)的计算拆解为对每个特征的条件概率的乘积:P(X=x|Y=Ck) ≈ P(X1=x1|Y=Ck) * P(X2=x2|Y=Ck) * ... *P(Xn=xn|Y=Ck)其中,X1, X2, ..., Xn代表样本x的n个特征。
二、实现步骤朴素贝叶斯分类算法的实现包括以下几个基本步骤:1. 数据预处理:对训练样本集D进行预处理,包括去除噪音数据、分词、构建词袋模型等。
2. 特征提取:根据需求选择适合的特征表示方法,例如词频、TF-IDF 等。
3. 计算先验概率:计算每个类别出现的概率P(Y=Ck),即训练样本集中属于类别Ck的样本数量与总样本数的比例。
4. 计算条件概率:对于每个特征Xi,计算在给定类别Ck的条件下特征Xi出现的概率P(Xi=x|Y=Ck),可以采用拉普拉斯平滑等方法来防止概率为零的情况。
5. 样本分类:对于待分类的样本x,计算每个类别Ck的后验概率P(Y=Ck|X=x),并选择具有最大后验概率的类别作为x的分类结果。
机器学习技术中的朴素贝叶斯算法详解
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机器学习技术中的朴素贝叶斯算法详解朴素贝叶斯算法是一种常用的机器学习技术,广泛应用于文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域。
该算法基于贝叶斯定理和特征条件独立假设,可以高效地进行概率推断和分类任务。
本文将详细介绍朴素贝叶斯算法的原理、应用和优缺点。
首先,我们来了解一下朴素贝叶斯算法的原理。
该算法建立在贝叶斯定理的基础上,该定理可以用来计算给定前提条件下的后验概率。
在朴素贝叶斯算法中,假设每个特征独立地对分类结果产生影响,这就是“朴素”的含义。
根据此假设,通过计算每个特征对于给定类别的条件概率,结合类别的先验概率,就可以得到最终的分类结果。
朴素贝叶斯算法的应用非常广泛,其中最常见的应用之一是文本分类。
在文本分类中,我们可以将文档视为一个特征向量,每个特征代表一个词语或者一个词语的组合。
朴素贝叶斯算法可以通过计算每个特征在不同类别中的条件概率,来预测新文档的类别。
这种方法在垃圾邮件过滤、情感分析等领域都取得了良好的效果。
朴素贝叶斯算法有几个优点使其得到广泛应用。
首先,该算法的原理简单,计算效率高。
由于假设特征之间相互独立,可以通过计算每个特征的条件概率来进行分类,减少了计算复杂度。
此外,朴素贝叶斯算法对于高维特征空间的数据也有很好的适应性,不容易产生过拟合问题。
另外,该算法可以处理缺失数据,并具有较好的鲁棒性。
然而,朴素贝叶斯算法也存在一些缺点。
首先,由于特征条件独立的假设,该算法无法捕捉到特征之间的相互关系,这在某些情况下可能导致分类结果的不准确。
其次,朴素贝叶斯算法对于输入数据的分布假设较为严格,如果数据违背了该假设,算法的性能可能会下降。
另外,该算法对于数量不平衡的数据集也存在一定的问题,可能导致类别之间的不平衡现象。
为了改进朴素贝叶斯算法的性能,研究人员提出了一系列的改进方法。
例如,基于核函数的朴素贝叶斯算法可以对非线性数据进行建模,改进了原始算法对数据分布的限制。
另外,特征选择和特征权重的调整也是改进算法性能的常用方法。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是一种基于概率统计的分类算法,被广泛应用于文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域。
该算法的设计基于贝叶斯定理,具体地,给定一个待分类的数据样本$x$和分类标签$y$,我们需要计算后验概率$P(y|x)$,即在给定$x$的条件下,$y$发生的概率。
根据贝叶斯定理,可以将后验概率表示为先验概率$P(y)$与似然度$P(x|y)$的乘积,即$$P(y|x) = \frac{P(x|y)P(y)}{P(x)}$$其中,$P(x|y)$是在给定类别$y$的前提下,样本$x$的概率;$P(y)$是类别$y$在全部样本中出现的概率,也称为先验概率;$P(x)$是样本$x$出现的概率,通常可以忽略,因为在分类过程中,可以将$P(x)$看成一个常数。
朴素贝叶斯分类算法的核心思想是假设特征之间相互独立,称为“朴素”的假设,即:其中,$x_i$是样本$x$的第$i$个特征。
在训练阶段,朴素贝叶斯分类算法需要分别计算每个类别$y$下各个特征的条件概率$P(x_i|y)$。
通常,可以采用极大似然估计法来计算条件概率。
具体地,对于一个给定的类别$y$,我们需要计算每个特征$x_i$在该类别下出现的概率$P(x_i|y)$,可以使用以下公式:其中,$count(x_i,y)$表示在类别$y$下特征$x_i$出现的次数,$count(y)$表示样本中类别为$y$的样本数。
在分析朴素贝叶斯分类算法的性能时,需要考虑以下几个因素:1. 特征之间是否相互独立,这是决定算法准确度的重要因素。
如果特征之间具有强相关性,那么朴素贝叶斯分类算法就不能很好地解决分类问题。
2. 特征空间的维度,随着特征空间维度的增加,算法的计算时间和存储空间将成倍增加,因此需要寻找合适的降维方法。
3. 样本分布是否符合朴素贝叶斯模型的假设条件,如果样本分布与假设条件不符,那么算法的准确度将受到影响。
总的来说,朴素贝叶斯分类算法具有计算效率高、基于概率统计、易于实现等优点。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是一种基于贝叶斯定理的分类算法,其基本思想是通过先验概率和条件概率来计算后验概率,从而确定样本类别。
本文将从算法设计和分析两个方面来介绍朴素贝叶斯分类算法。
一、算法设计1.模型假设朴素贝叶斯分类算法是一种基于贝叶斯概率理论的分类方法,其模型假设是特征之间是相互独立的。
这个假设并不符合实际情况,但是在实际问题中,我们可以把一些相关性比较大的特征进行合并,来使得朴素贝叶斯分类算法更有效。
2.贝叶斯定理P(C|X) = P(C)P(X|C)/P(X)其中,C表示类别,X表示特征向量。
P(C|X)表示在特征向量为X的情况下,类别C的后验概率。
P(C)表示类别C的先验概率,P(X|C)表示在类别C的条件下,特征向量X的条件概率,P(X)表示特征向量X的概率。
3.训练模型训练朴素贝叶斯分类模型的过程,就是通过训练数据来计算先验概率和条件概率。
具体过程如下:(1)统计训练集中每个样本所属的类别出现的次数,计算每个类别的先验概率。
(2)对于每个特征,计算在每个类别下出现的概率,从而来计算每个类别下的条件概率。
(3)根据计算出的先验概率和条件概率,来计算后验概率,并确定样本所属的类别。
二、算法分析1.优点(1)朴素贝叶斯分类算法实现简单,计算速度快。
(2)适用于大规模数据集,可以快速处理变量空间很大的问题。
(3)适用于多分类问题,适用范围广。
2.缺点(1)朴素贝叶斯分类算法的结果受到特征独立性的限制。
(2)朴素贝叶斯算法对于缺失数据的处理有所欠缺,对于缺失数据的训练集,只能剔除样本。
总之,朴素贝叶斯分类算法因为其实现简单、计算速度快等优点,得到了广泛的应用。
在实际工作中,我们需要针对不同问题进行合理的模型设计和参数调整,来使得算法能够在实际场景中得到更好的应用。
朴素贝叶斯算法详解
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朴素贝叶斯算法详解朴素贝叶斯算法是一种统计学分类算法,其基于贝叶斯定理来构建分类器。
该算法已被广泛应用于自然语言处理、电子邮件垃圾邮件过滤以及生物医学领域等多个领域。
本文将对朴素贝叶斯算法进行详细的介绍。
一、贝叶斯定理贝叶斯定理是条件概率的一种重要定理,其公式表达为:P(A|B)=P(B|A)P(A)/P(B)。
其中,P(A)和P(B)分别表示事件A和事件B的先验概率;P(A|B)是给定事件B发生的情况下,事件A发生的条件概率;P(B|A)是给定事件A发生的情况下,事件B发生的条件概率。
假设有一个样本集合D,其中包含n个样本(d1,d2,d3,…,dn),每个样本由d个特征(x1,x2,x3,…,xd)组成,以及该样本所属的类别y。
那么贝叶斯定理可以描述样本d的类别y与其特征x1,x2,...,xd之间的关系,表示为:P(Y|X)=P(X|Y)P(Y)/P(X)。
其中,P(Y|X)是给定特征X的情况下,样本d所属的类别是Y的后验概率;P(X|Y)是给定类别Y的情况下,样本d所具有的特征是X的条件概率;P(Y)和P(X)分别是先验概率和证据因子。
二、朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法是基于贝叶斯定理和特征独立性假设来构建分类器的。
其假设各个特征之间是相互独立的,即每个特征对于类别的判别能力是相同的。
朴素贝叶斯算法的分类过程是:将待分类的数据样本分别乘以每个类别的概率密度函数的结果,选择概率最大的类别作为分类结果。
朴素贝叶斯算法的具体实现包括以下几个步骤:1. 收集样本数据。
从数据集中选取n个带有标签的实例,每个实例都有d个特征。
2. 计算每个类别的先验概率。
先验概率指在没有任何先验知识的情况下,每个类别出现的概率。
3. 计算每个类别下各个特征的条件概率。
条件概率是在给定类别的情况下,指定特征出现的概率。
4. 对于输入实例,根据计算出来的先验概率和条件概率,计算其属于每个类别的概率。
5. 选择概率最大的类别作为实例的预测类别。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析一、算法设计:1. 数据准备:朴素贝叶斯算法需要一定数量的已标记数据集作为训练样本。
每个样本包含多个特征及其对应的类别标签。
2. 特征提取:特征提取是朴素贝叶斯算法的重要一步。
在文本分类任务中,可以使用词袋模型(Bag of Words)将文本转化为向量表示。
词袋模型忽略了文本中词语之间的顺序和语法,将文本表示为一个词的集合,每个词对应一个特征。
3. 概率计算:朴素贝叶斯算法假设各个特征之间相互独立。
给定一个待分类的样本,计算该样本属于每个类别的概率,并选择概率最大的类别作为分类结果。
具体计算方法为:- 计算每个类别的先验概率,即该类别在训练样本中出现的概率。
- 计算每个特征在每个类别下的条件概率,即在给定类别下该特征出现的概率。
- 将待分类样本的特征带入条件概率计算公式,计算每个类别下该样本的概率。
- 根据贝叶斯定理,将先验概率和条件概率相乘,得到样本属于每个类别的后验概率。
- 选择后验概率最大的类别作为分类结果。
4. 模型训练与分类:通过以上步骤即可得到朴素贝叶斯分类器。
模型训练阶段,将训练样本的特征和类别标签输入朴素贝叶斯分类器,用于估计先验概率和条件概率。
分类阶段,将待分类样本的特征输入分类器,得到分类结果。
二、算法分析:朴素贝叶斯分类算法具有以下优点和特点:1. 算法简单、高效:朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理和特征条件独立性假设,计算简单、快速,适用于大规模数据集和实时分类任务。
2. 低内存消耗:朴素贝叶斯算法只需要存储先验概率和条件概率,不需要存储大量的训练数据,减少内存消耗。
3. 可解释性好:朴素贝叶斯算法将特征之间的条件独立性假设转化为计算上的简化,同时能够给出每个特征对于分类结果的贡献程度,提供解释分类结果的能力。
4. 对小样本领域效果好:朴素贝叶斯算法在小样本领域表现良好,对于特征空间稀疏或者特征之间存在关联性的问题,可以通过特征选择、平滑处理等方法进行优化。
朴素贝叶斯算法的优缺点分析
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朴素贝叶斯算法的优缺点分析朴素贝叶斯算法是一种简单但却非常有效的机器学习算法。
它常用于文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域。
在本文中,我们将对朴素贝叶斯算法的优缺点进行分析。
优点:1. 简单高效朴素贝叶斯算法的简单性是它的一大优点。
它基于贝叶斯定理和特征条件独立假设,计算简单,易于实现。
即使在小样本数据集上,朴素贝叶斯算法也能表现出色。
这使得它成为许多实际问题的首选算法。
2. 适用性广泛朴素贝叶斯算法适用于多种类型的数据,包括离散型数据和连续型数据。
它在文本分类和垃圾邮件过滤等自然语言处理任务中表现出色,也适用于处理连续型数据,例如预测房价、医疗诊断等领域。
3. 对缺失数据不敏感朴素贝叶斯算法对缺失数据不敏感。
在训练集中如果有缺失值,可以直接忽略该特征,而不需要进行填充或者处理。
4. 强大的预测能力朴素贝叶斯算法在实际应用中表现出强大的预测能力,尤其在处理大规模数据集时表现突出。
它能够高效地进行分类和预测,且具有较高的准确性。
缺点:1. 对特征条件独立性的假设朴素贝叶斯算法假设各个特征之间是相互独立的,这在实际数据中并不一定成立。
特征之间的相关性会影响算法的效果,尤其对于非常依赖特征间关联性的任务来说,朴素贝叶斯算法可能表现不佳。
2. 对输入数据的分布假设朴素贝叶斯算法假设输入数据是服从特定分布的,例如高斯分布或多项分布。
如果输入数据的实际分布与假设的分布不符,算法的性能可能会受到影响。
3. 对样本数据不平衡的处理在处理样本数据不平衡的情况下,朴素贝叶斯算法可能表现不佳。
因为它假设所有特征对于分类的影响是相互独立的,所以在数据不平衡的情况下,可能会导致对于少数类样本的预测准确率较低。
4. 需要大量的训练数据朴素贝叶斯算法需要大量的训练数据来准确地估计概率分布,特别是在处理多类别或者高维数据时。
如果训练数据量不足,可能会导致算法的性能下降。
结论:朴素贝叶斯算法作为一种简单而高效的分类算法,在许多实际问题中表现出色,但是它也存在一些局限性。
朴素贝叶斯分类算法的设计与分析
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朴素贝叶斯分类算法的设计与分析朴素贝叶斯分类算法是一种常用的机器学习算法,在文本分类、垃圾邮件过滤、情感分析等领域有着广泛的应用。
该算法基于贝叶斯定理和特征条件独立性假设,通过计算各个特征对于不同类别的条件概率来实现分类。
本文将对朴素贝叶斯分类算法的设计原理、优缺点以及应用进行分析,并探讨其在实际应用中的一些问题和改进方法。
1. 贝叶斯定理朴素贝叶斯分类算法是基于贝叶斯定理的一种分类方法。
贝叶斯定理是描述随机事件概率的重要定理,表达为P(A|B)=P(B|A)P(A)/P(B),其中P(A|B)表示在给定B的条件下A 发生的概率,P(B|A)表示在给定A的条件下B发生的概率,P(A)和P(B)分别表示A和B的先验概率。
在分类问题中,我们需要根据一些特征来判断样本属于哪个类别,朴素贝叶斯算法正是利用贝叶斯定理来计算各个类别的后验概率,从而进行分类。
2. 特征条件独立性假设朴素贝叶斯分类算法假设样本的各个特征之间是相互独立的,即在给定类别的条件下,各个特征之间是独立的。
这一假设简化了计算的复杂度,使得算法可以更加高效地进行分类。
在实际应用中,这一假设并不总是成立,因此朴素贝叶斯算法往往需要进行一定的调整和改进。
二、朴素贝叶斯分类算法的优缺点1. 优点(1)简单高效:朴素贝叶斯算法的计算方法简单,且在处理大规模数据集时有着较高的效率,适用于实时性要求较高的场景。
(2)对小规模数据表现良好:相较于其他分类算法,朴素贝叶斯算法在小规模数据上的表现往往更好,对少量样本的分类能力较强。
(3)对缺失数据不敏感:朴素贝叶斯算法对于部分特征缺失的情况能够较好地进行处理,不会对分类结果产生较大影响。
2. 缺点(1)特征条件独立性假设限制了算法的应用范围:实际数据中,各个特征之间往往是相互关联的,这就导致了朴素贝叶斯算法在应用于某些领域时效果不佳。
(2)需要大量样本进行训练:朴素贝叶斯算法在参数估计的时候需要大量的样本进行训练,否则将会出现过拟合的问题。
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贝叶斯公式
贝叶斯公式,或者叫做贝叶斯定理,是贝叶斯分类的基础。而贝叶 斯分类是一类分类算法的统称,这一类算法的基础都是贝叶斯公式。 目前研究较多的四种贝叶斯分类算法有:Naive Bayes、TAN、 BAN和GBN。 理工科的学生在大学应该都学过概率论,其中最重要的几个公式中 就有贝叶斯公式——用来描述两个条件概率之间的关系,比如 P(A|B)和P(B|A)。如何在已知事件A和B分别发生的概率,和事件B 发生时事件A发生的概率,来求得事件A发生时事件B发生的概率, 这就是贝叶斯公式的作用。其表述如下:
Spark实现贝叶斯算法
本章要点
一、分类算法 二、贝叶斯公式 三、朴素贝叶பைடு நூலகம்分类 四、Spark实现贝叶斯算法
分类算法
何为分类算法?简单来说,就是将具有某些特性的物体归类对应到 一个已知的类别集合中的某个类别上。从数学角度来说,可以做如 下定义: 已知集合: C={y 1 ,y 2 ,..,y n } 和 I={x 1 ,x 2 ,..,x m ,..} ,确定映射 规则 y=f(x) ,使得任意 x i ∈I 有且仅有一个 y j ∈C 使得 y j =f(x i ) 成立。 其中,C为类别集合,I为待分类的物体,f则为分类器,分类算法 的主要任务就是构造分类器f。 分类算法的构造通常需要一个已知类别的集合来进行训练,通常来 说训练出来的分类算法不可能达到100%的准确率。分类器的质量 往往与训练数据、验证数据、训练数据样本大小等因素相关。
贝叶斯公式
朴素贝叶斯分类
朴素贝叶斯分类,Naive Bayes,你也可以叫它NB算法。其核心思 想非常简单:对于某一预测项,分别计算该预测项为各个分类的概 率,然后选择概率最大的分类为其预测分类。就好像你预测一个娘 炮是女人的可能性是40%,是男人的可能性是41%,那么就可以判 断他是男人。 Naive Bayes的数学定义如下: 1.设 x={a 1 ,a 2 ,..,a m } 为一个待分类项,而每个 a i 为 x 的一个 特征属性 2.已知类别集合 C={y 1 ,y 2 ,..,y n } 3.计算 x 为各个类别的概率: P(y 1 |x),P(y 2 |x),..,P(y n |x) 4.如果 P(y k |x)=max{P(y 1 |x),P(y 2 |x),..,P(y n |x)} ,则 x 的类别为 yk
Spark实现贝叶斯算法
测试数据 0,1 0 0 0,2 0 0 0,1 0 0.1 0,2 0 0.2 0,1 0.1 0 0,2 0.2 0 1,0 1 0.1 1,0 2 0.2
朴素贝叶斯分类
其中第一列代表类别,训练数据中有三种类别:0、1、2。第2-4列 代表数据的三个维度,可以想象成前文中性别分类算法中的头发长 度、服饰和体型这三个要素。通常来说为了保证每个要素的权值相 差不大,需要取相对的数值,例如头发长度/最长的头发长度。
分类算法
举个例子,我们日常生活中看到一个陌生人,要做的第一件事情就 是判断其性别,判断性别的过程就是一个分类的过程。根据以往的 生活经验,通常经过头发长短、服饰和体型这三个要素就能判断出 来一个人的性别。这里的“生活经验”就是一个训练好的关于性别 判断的模型,其训练数据是日常生活中遇到的形形色色的人。突然 有一天,一个娘炮走到了你面前,长发飘飘,穿着紧身的衣裤,可 是体型却很man,于是你就疑惑了,根据以往的经验——也就是已 经训练好的模型,无法判断这个人的性别。于是你学会了通过喉结 来判断其性别,这样你的模型被训练的质量更高了。但不可否认的 是,永远会出现一个让你无法判断性别的人。所以模型永远无法达 到100%的准确,只会随着训练数据的不断增多而无限接近100%的 准确。
Spark实现贝叶斯算法
public static void main(String[] args) { SparkConf sparkConf = new SparkConf().setAppName("Bayes").setMaster("local[2]"); JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(sparkConf); JavaRDD<String> data = sc.textFile("/home/yurnom/data/sample_naive_bayes_data.txt"); RDD<LabeledPoint> parsedData = data.map(line -> { String[] parts = line.split(","); double[] values = Arrays.stream(parts[1].split(" ")) .mapToDouble(Double::parseDouble) .toArray(); //LabeledPoint代表一条训练数据,即打过标签的数据 return new LabeledPoint(Double.parseDouble(parts[0]), Vectors.dense(values)); }).rdd();
朴素贝叶斯分类
如何获取第四步中的最大值,也就是如何计算第三步中的各个条件 概率最为重要。可以采用如下做法: 1.获取训练数据集,即分类已知的数据集 2.统计得到在各类别下各个特征属性的条件概率估计,即: P(a 1 |y 1 ),P(a 2 |y 1 ),...,P(a m |y 1 );P(a 1 |y 2 ),P(a 2 |y 2 ),...,P(a m |y 2 );...;P(a 1 |y n ),P(a 2 |y n ),...,P(a m |y n ) ,其中的数据可以是离 散的也可以是连续的 3.如果各个特征属性是条件独立的,则根据贝叶斯定理有如下推导: P(y i |x)=P(x|y i )P(y i )P(x) 对于某x来说,分母是固定的,所以只要找出分子最大的即为条件 概率最大的。又因为各特征属性是条件独立的,所以有: P(x|y i )P(y i )=P(a 1 |y i )P(a 2 |y i )...P(a m |y i )P(y i )=P(y i )∏ m j=1 P(a j |y i )