数据挖掘经典算法
数据挖掘领域十大经典算法以及适用领域

数据挖掘领域⼗⼤经典算法以及适⽤领域1.AdaboostAdaboost算法是⼀种提升⽅法,将多个弱分类器,组合成强分类器。
AdaBoost,是英⽂”Adaptive Boosting“(⾃适应增强)的缩写,由Yoav Freund和Robert Schapire在1995年提出。
它的⾃适应在于:前⼀个弱分类器分错的样本的权值(样本对应的权值)会得到加强,权值更新后的样本再次被⽤来训练下⼀个新的弱分类器。
在每轮训练中,⽤总体(样本总体)训练新的弱分类器,产⽣新的样本权值、该弱分类器的话语权,⼀直迭代直到达到预定的错误率或达到指定的最⼤迭代次数。
总体——样本——个体三者间的关系需要搞清除总体N。
样本:{ni}i从1到M。
个体:如n1=(1,2),样本n1中有两个个体。
算法原理(1)初始化训练数据(每个样本)的权值分布:如果有N个样本,则每⼀个训练的样本点最开始时都被赋予相同的权重:1/N。
(2)训练弱分类器。
具体训练过程中,如果某个样本已经被准确地分类,那么在构造下⼀个训练集中,它的权重就被降低;相反,如果某个样本点没有被准确地分类,那么它的权重就得到提⾼。
同时,得到弱分类器对应的话语权。
然后,更新权值后的样本集被⽤于训练下⼀个分类器,整个训练过程如此迭代地进⾏下去。
(3)将各个训练得到的弱分类器组合成强分类器。
各个弱分类器的训练过程结束后,分类误差率⼩的弱分类器的话语权较⼤,其在最终的分类函数中起着较⼤的决定作⽤,⽽分类误差率⼤的弱分类器的话语权较⼩,其在最终的分类函数中起着较⼩的决定作⽤。
换⾔之,误差率低的弱分类器在最终分类器中占的⽐例较⼤,反之较⼩。
优点(1)精度很⾼的分类器(2)提供的是框架,可以使⽤各种⽅法构建弱分类器(3)简单,不需要做特征筛选(4)不⽤担⼼过度拟合实际应⽤(1)⽤于⼆分类或多分类(2)特征选择(3)分类⼈物的baseline2.C4.5C4.5是决策树算法的⼀种。
决策树算法作为⼀种分类算法,⽬标就是将具有p维特征的n个样本分到c个类别中去。
数据挖掘十大算法

数据挖掘十大算法数据挖掘是通过挖掘大规模数据集以发现隐藏的模式和关联性的过程。
在数据挖掘领域,存在许多算法用于解决各种问题。
以下是数据挖掘领域中被广泛使用的十大算法:1. 决策树(Decision Trees):决策树是一种用于分类和回归的非参数算法。
它用树结构来表示决策规则,通过划分数据集并根据不同的属性值进行分类。
2. 支持向量机(Support Vector Machines,SVM):SVM是一种二分类算法,通过在数据空间中找到一个最优的超平面来分类数据。
SVM在处理非线性问题时,可以使用核函数将数据映射到高维空间。
3. 朴素贝叶斯(Naive Bayes):基于贝叶斯定理,朴素贝叶斯算法使用特征之间的独立性假设,通过计算给定特征下的类别概率,进行分类。
4. K均值聚类(K-means Clustering):K均值聚类是一种无监督学习算法,用于将数据集分割成多个类别。
该算法通过计算样本之间的距离,并将相似的样本聚类在一起。
5. 线性回归(Linear Regression):线性回归是一种用于建立连续数值预测模型的算法。
它通过拟合线性函数来寻找自变量和因变量之间的关系。
6. 关联规则(Association Rules):关联规则用于发现数据集中项集之间的关联性。
例如,购买了商品A的人也常常购买商品B。
7. 神经网络(Neural Networks):神经网络是一种模拟人脑神经元网络的算法。
它通过训练多个神经元之间的连接权重,来学习输入和输出之间的关系。
9. 改进的Apriori算法:Apriori算法用于发现大规模数据集中的频繁项集。
改进的Apriori算法通过剪枝和利用频繁项集的性质来提高算法的效率。
10. 集成学习(Ensemble Learning):集成学习是一种通过将多个学习器进行组合,从而提高分类准确率的算法。
常用的集成学习方法包括随机森林和梯度提升树。
这些算法在不同的场景和问题中有着不同的应用。
数据挖掘十大经典算法

数据挖掘十大经典算法数据挖掘是一种通过计算机科学的方法,从大量数据中挖掘出有用的信息和知识的过程。
在这个过程中,数据挖掘算法扮演着非常重要的角色,它们能够帮助我们从数据中抽取出精华,更好地理解和利用数据。
下面是十大经典数据挖掘算法。
1. K-Means算法:K-Means算法是一种聚类算法,可以将数据集分成K个不同的类别。
这种算法的基本思想是将数据分成若干个类别,使得同一类别内的数据点的距离比其他类别内的数据点的距离更短。
2. Apriori算法:Apriori算法是一种关联规则挖掘算法,可以用来发现最常见的数据项之间的关联性。
这种算法基于频繁项集的概念,通过计算数据中频繁项集的支持度和置信度来挖掘关联规则。
3. 决策树算法:决策树算法是一种基于树结构的分类算法,可以将数据集分成若干个不同的类别。
这种算法的基本思想是通过递归地将数据集划分成不同的子集,直到子集中所有数据都属于同一类别为止。
4. SVM算法:SVM算法是一种基于统计学习理论的分类算法,可以用于解决非线性问题。
这种算法的基本思想是将数据集映射到高维空间中,然后在高维空间中建立超平面,将不同类别的数据分开。
5. 神经网络算法:神经网络算法是一种模拟人脑神经系统的分类算法,可以用来处理非线性问题。
这种算法的基本思想是通过构建一个多层的神经网络,将输入数据映射到输出数据。
6. 贝叶斯分类算法:贝叶斯分类算法是一种基于贝叶斯定理的分类算法,可以用来预测数据的类别。
这种算法的基本思想是根据已知数据的先验概率和新数据的特征,计算这个数据属于不同类别的概率,然后选择概率最大的类别作为预测结果。
7. 随机森林算法:随机森林算法是一种基于决策树的集成算法,可以用来处理大量的数据和高维数据。
这种算法的基本思想是通过随机选取特征和样本,构建多个决策树,然后将多个决策树的结果汇总,得到最终的分类结果。
8. Adaboost算法:Adaboost算法是一种基于加权的集成算法,可以用来提高分类算法的准确率。
数据挖掘十大算法

数据挖掘十大算法
数据挖掘十大算法是一种关于数据挖掘的技术,其主要任务是从大量的原始数据中挖掘出有价值的信息。
其中包括关联规则挖掘、分类、聚类、关联分析、统计模型预测和时间序列分析等。
其中,最常用的是关联规则挖掘、分类和聚类。
关联规则挖掘是从大量的事务数据中发现隐藏的关联规则,以发现有价值的知识。
该算法利用数据库中的模式,发现频繁的项集或规则,以发现有价值的关联规则。
分类是一种利用数据挖掘技术,根据特定的特征对对象进行归类的方法。
它可以用来识别具有不同特征的对象,从而帮助企业更有效地管理其信息系统。
聚类是一种基于数据挖掘技术的分类技术,用于将相似的对象归类到同一个组中。
它可以帮助企业识别各种不同类别的对象,从而更好地管理信息系统。
除了上述三种算法之外,关联分析、统计模型预测和时间序列分析也是常用的数据挖掘算法。
关联分析是利用数据挖掘技术,从原始数据中挖掘出有价值的知识,从而帮助企业更好地管理其信息系统。
统计模型预测是一种基于统计模型的数据挖掘技术,用于预测未来的发展趋势和趋势,以便更好地满足企业的需求。
最后,时间序列
分析是一种基于时间序列的数据挖掘技术,用于分析时间序列数据,以发现有价值的信息。
总之,数据挖掘十大算法是一种重要的数据挖掘技术,包括关联规则挖掘、分类、聚类、关联分析、统计模型预测和时间序列分析等。
这些算法可以帮助企业发现有价值的信息,更好地管理其信息系统。
数据挖掘常用的十大算法

数据挖掘常⽤的⼗⼤算法 数据挖掘(英语:Data mining),⼜译为资料探勘、数据采矿。
它是数据库知识发现(英语:Knowledge-Discovery in Databases,简称:KDD)中的⼀个步骤。
数据挖掘⼀般是指从⼤量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程。
数据挖掘通常与计算机科学有关,并通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统(依靠过去的经验法则)和模式识别等诸多⽅法来实现上述⽬标。
数据挖掘经典算法1. C4.5:是机器学习算法中的⼀种分类决策树算法,其核⼼算法是ID3算法。
解析:C4.5算法是机器学习算法中的⼀种分类决策树算法,其核⼼算法是ID3 算法。
C4.5算法继承了ID3算法的长处。
并在下⾯⼏⽅⾯对ID3算法进⾏了改进:1)⽤信息增益率来选择属性,克服了⽤信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不⾜。
2)在树构造过程中进⾏剪枝;3)可以完毕对连续属性的离散化处理;4)可以对不完整数据进⾏处理。
C4.5算法有例如以下长处:产⽣的分类规则易于理解,准确率较⾼。
其缺点是:在构造树的过程中,须要对数据集进⾏多次的顺序扫描和排序,因⽽导致算法的低效。
1、机器学习中。
决策树是⼀个预測模型。
他代表的是对象属性与对象值之间的⼀种映射关系。
树中每⼀个节点表⽰某个对象,⽽每⼀个分叉路径则代表的某个可能的属性值,⽽每⼀个叶结点则相应从根节点到该叶节点所经历的路径所表⽰的对象的值。
决策树仅有单⼀输出。
若欲有复数输出,能够建⽴独⽴的决策树以处理不同输出。
2、从数据产⽣决策树的机器学习技术叫做决策树学习,通俗说就是决策树。
3、决策树学习也是数据挖掘中⼀个普通的⽅法。
在这⾥,每⼀个决策树都表述了⼀种树型结构,他由他的分⽀来对该类型的对象依靠属性进⾏分类。
每⼀个决策树能够依靠对源数据库的切割进⾏数据測试。
这个过程能够递归式的对树进⾏修剪。
当不能再进⾏切割或⼀个单独的类能够被应⽤于某⼀分⽀时。
数据挖掘的常用算法

数据挖掘的常用算法
数据挖掘的常用算法包括:
1. 决策树:通过构建树形的决策规则,对数据进行分类或回归预测。
2. 支持向量机(SVM):通过寻找最优的超平面来进行分类或回归问题。
3. 朴素贝叶斯:基于贝叶斯定理,使用特征之间的独立性假设来进行分类。
4. K均值聚类:将数据根据距离远近进行分组,尽量使得同组内的数据相似,不同组之间的数据不相似。
5. 随机森林:基于多个决策树的集成方法,通过对多个决策树的预测结果进行投票或平均来进行分类或回归。
6. 神经网络:模拟人脑的神经元网络结构,通过多层的连接和权重来进行复杂的分类或回归问题。
7. 关联规则挖掘:用于发现数据集中的频繁项集和关联规则,可用于购物篮分析、交叉销售等。
8. 主成分分析(PCA):通过将数据映射到新的坐标系,以降低数据维度并保留
最重要的信息。
9. 聚类算法:除了K均值聚类外,还有层次聚类、密度聚类等方法,用于将数据根据相似性进行分组。
10. 异常检测算法:用于识别数据中的异常值或离群点,如LOF(局部离群因子)算法、One-Class SVM等。
这些算法各有特点和适用范围,根据具体问题的需求选择合适的算法进行数据挖掘任务。
数据挖掘经典算法

数据挖掘经典算法数据挖掘是一种从大量数据中提取有用信息的过程。
数据挖掘算法是数据挖掘的核心,它们可以帮助我们从数据中发现隐藏的模式和关系。
在本文中,我们将介绍一些经典的数据挖掘算法。
1. 决策树算法决策树算法是一种基于树形结构的分类算法。
它通过对数据集进行分割,将数据分成不同的类别。
决策树算法的优点是易于理解和解释,但它也容易过拟合。
2. K-均值聚类算法K-均值聚类算法是一种基于距离的聚类算法。
它将数据集分成K个簇,每个簇包含距离最近的数据点。
K-均值聚类算法的优点是简单易用,但它也容易受到初始值的影响。
3. 支持向量机算法支持向量机算法是一种基于最大间隔分类的算法。
它通过找到一个超平面,将数据分成两个类别。
支持向量机算法的优点是可以处理高维数据,但它也需要大量的计算资源。
4. 朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法是一种基于概率的分类算法。
它通过计算每个特征在每个类别中的概率,来预测新数据的类别。
朴素贝叶斯算法的优点是简单易用,但它也容易受到特征之间的相关性影响。
5. Apriori算法Apriori算法是一种基于频繁项集的关联规则挖掘算法。
它通过找到频繁项集,来发现数据中的关联规则。
Apriori算法的优点是可以处理大规模数据,但它也需要大量的计算资源。
6. 随机森林算法随机森林算法是一种基于决策树的集成学习算法。
它通过构建多个决策树,来提高分类的准确率。
随机森林算法的优点是可以处理高维数据,但它也需要大量的计算资源。
7. AdaBoost算法AdaBoost算法是一种基于加权的分类算法。
它通过对错误分类的数据进行加权,来提高分类的准确率。
AdaBoost算法的优点是可以处理复杂的分类问题,但它也容易受到噪声数据的影响。
8. 神经网络算法神经网络算法是一种基于人工神经网络的分类算法。
它通过模拟人脑的神经元,来学习数据中的模式和关系。
神经网络算法的优点是可以处理非线性数据,但它也需要大量的计算资源。
9. DBSCAN算法DBSCAN算法是一种基于密度的聚类算法。
数据挖掘领域的十大经典算法原理及应用

数据挖掘领域的十大经典算法原理及应用数据挖掘是指从大量的数据中发现关联规则、分类模型、聚类模型等有用的信息的过程。
以下是数据挖掘领域的十大经典算法原理及应用:1. 决策树算法(Decision Tree)决策树是一种基于树形结构的分类模型,它通过构建树来将输入数据集划分为不同的类别。
决策树算法在金融风险评估、医疗诊断等领域有广泛应用。
2. 支持向量机算法(Support Vector Machine,SVM)支持向量机是一种二分类模型,其目标是在高维空间中找到一个最优的超平面,将不同类别的样本分离开来。
SVM在图像识别、文本分类等领域有广泛应用。
3. 神经网络算法(Neural Network)神经网络模拟人脑的工作原理,通过连接众多的神经元来完成学习和预测任务。
神经网络在图像处理、自然语言处理等领域有广泛应用。
4. 朴素贝叶斯算法(Naive Bayes)朴素贝叶斯算法是一种基于贝叶斯定理的统计分类方法,它假设所有特征之间相互独立,并通过计算后验概率来进行分类。
朴素贝叶斯在垃圾邮件过滤、文本分类等领域有广泛应用。
5. K均值聚类算法(K-means Clustering)K均值聚类是一种无监督学习算法,它通过将样本分成K个簇来实现数据的聚类。
K均值聚类在市场细分、客户群体分析等领域有广泛应用。
6. Apriori算法Apriori算法是一种频繁项集挖掘算法,它可以找出数据集中项之间的关联关系。
Apriori算法在购物篮分析、推荐系统等领域有广泛应用。
7. PageRank算法PageRank算法是一种用于网页排序的算法,它通过计算网页之间的链接关系来确定网页的重要性。
PageRank算法在引擎领域有广泛应用。
8. 随机森林算法(Random Forest)随机森林是一种集成学习算法,它通过构建多个决策树,并通过投票方式来进行分类或回归。
随机森林在金融风险评估、信用评分等领域有广泛应用。
9. AdaBoost算法AdaBoost是一种迭代的强学习算法,它通过调整样本权重来训练多个弱分类器,并通过加权投票方式来进行分类。
数据挖掘十大经典算法

数据挖掘十大经典算法数据挖掘是通过分析大量数据来发现隐藏的模式和关联,提供商业决策支持的过程。
在数据挖掘中,算法起着至关重要的作用,因为它们能够帮助我们从数据中提取有用的信息。
以下是十大经典的数据挖掘算法:1.决策树算法:决策树是一种基于分层选择的预测模型,它使用树状图的结构来表示决策规则。
决策树算法适用于分类和回归问题,并且可以解释性强。
常用的决策树算法有ID3、C4.5和CART。
2.朴素贝叶斯算法:朴素贝叶斯是一种基于概率的分类算法,它假设特征之间是相互独立的。
朴素贝叶斯算法简单有效,适用于大规模数据集和高维数据。
3.支持向量机(SVM)算法:SVM是一种针对分类和回归问题的监督学习算法,它通过构建一个最优的超平面来实现分类。
SVM在处理非线性问题时使用核函数进行转换,具有较强的泛化能力。
4.K近邻算法:K近邻是一种基于实例的分类算法,它通过找到与目标实例最接近的K个邻居来确定目标实例的类别。
K近邻算法简单易懂,但对于大规模数据集的计算成本较高。
5.聚类算法:聚类是一种无监督学习算法,它将相似的实例聚集在一起形成簇。
常用的聚类算法有K均值聚类、层次聚类和DBSCAN等。
6.主成分分析(PCA)算法:PCA是一种常用的降维算法,它通过线性变换将原始数据转换为具有更少维度的新数据。
PCA能够保留原始数据的大部分信息,并且可以降低计算的复杂性。
7. 关联规则算法:关联规则用于发现项集之间的关联关系,常用于市场篮子分析和推荐系统。
Apriori算法是一个经典的关联规则算法。
8.神经网络算法:神经网络是一种模仿人脑神经元通信方式的机器学习算法,它能够学习和适应数据。
神经网络适用于各种问题的处理,但对于参数选择和计算量较大。
9.随机森林算法:随机森林是一种基于决策树的集成学习算法,它通过建立多个决策树来提高预测的准确性。
随机森林具有较强的鲁棒性和泛化能力。
10.改进的遗传算法:遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法,在数据挖掘中常用于最优解。
数据挖掘十大经典算法

数据挖掘十大经典算法一、 C4.5C4.5算法是机器学习算法中的一种分类决策树算法,其核心算法是ID3 算法. C4.5算法继承了ID3算法的优点,并在以下几方面对ID3算法进行了改进:1) 用信息增益率来选择属性,克服了用信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不足;2) 在树构造过程中进行剪枝;3) 能够完成对连续属性的离散化处理;4) 能够对不完整数据进行处理。
C4.5算法有如下优点:产生的分类规则易于理解,准确率较高。
其缺点是:在构造树的过程中,需要对数据集进行多次的顺序扫描和排序,因而导致算法的低效。
1、机器学习中,决策树是一个预测模型;他代表的是对象属性与对象值之间的一种映射关系。
树中每个节点表示某个对象,而每个分叉路径则代表的某个可能的属性值,而每个叶结点则对应从根节点到该叶节点所经历的路径所表示的对象的值。
决策树仅有单一输出,若欲有复数输出,可以建立独立的决策树以处理不同输出。
2、从数据产生决策树的机器学习技术叫做决策树学习, 通俗说就是决策树。
3、决策树学习也是数据挖掘中一个普通的方法。
在这里,每个决策树都表述了一种树型结构,他由他的分支来对该类型的对象依靠属性进行分类。
每个决策树可以依靠对源数据库的分割进行数据测试。
这个过程可以递归式的对树进行修剪。
当不能再进行分割或一个单独的类可以被应用于某一分支时,递归过程就完成了。
另外,随机森林分类器将许多决策树结合起来以提升分类的正确率。
决策树是如何工作的?1、决策树一般都是自上而下的来生成的。
2、选择分割的方法有好几种,但是目的都是一致的:对目标类尝试进行最佳的分割。
3、从根到叶子节点都有一条路径,这条路径就是一条―规则4、决策树可以是二叉的,也可以是多叉的。
对每个节点的衡量:1) 通过该节点的记录数2) 如果是叶子节点的话,分类的路径3) 对叶子节点正确分类的比例。
有些规则的效果可以比其他的一些规则要好。
由于ID3算法在实际应用中存在一些问题,于是Quilan提出了C4.5算法,严格上说C4.5只能是ID3的一个改进算法。
数据挖掘的10大算法

数据挖掘的10大算法数据挖掘的10大算法数据挖掘是指通过分析大量数据,并利用各种算法和技术,从中提取有用信息的过程。
在数据挖掘的过程中,有许多经典的算法被广泛应用。
下面介绍了数据挖掘领域中的10大算法。
1. 决策树算法决策树算法是一种基于树状结构的分类和回归算法。
它通过一系列的规则判断来对数据进行分类或者预测。
决策树算法可解释性强,适用于处理离散型和连续型数据。
2. 随机森林算法随机森林算法是一种集成学习的方法,通过构建多个决策树,取多个决策树的结果进行投票或取平均值得到最终的分类结果。
随机森林算法通过使用随机样本和属性选择,可以有效减少过拟合的风险。
3. 朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法是一种基于贝叶斯定理的分类算法。
它假设每个特征与其他特征独立,并通过计算后验概率来进行分类。
朴素贝叶斯算法简单易懂,适用于处理文本分类等问题。
4. 支持向量机算法支持向量机算法是一种二分类算法,通过构建超平面来对数据进行分类。
它通过将数据映射到高维空间,使得数据集在高维空间中线性可分,从而能够处理非线性问题。
5. K均值聚类算法K均值聚类算法是一种无监督学习算法,用于将数据分成K个不同的簇。
它通过计算数据点与聚类中心的距离来确定数据点的簇归属,不断迭代直到达到收敛条件。
6. 线性回归算法线性回归算法是一种预测算法,用于建立变量间的线性关系模型。
它通过最小化残差平方和来拟合数据,并预测一个或多个连续型变量的数值。
7. 主成分分析算法主成分分析算法是一种降维算法,通过线性变换将数据转换为低维空间。
它通过保持数据的方差最大化来提取最重要的特征。
8. 关联规则算法关联规则算法用于发现数据集中的频繁项集和关联规则。
它通过计算项集之间的支持度和置信度来确定频繁项集和关联规则。
关联规则算法广泛应用于市场篮子分析和推荐系统等领域。
9. 遗传算法遗传算法是一种模拟自然界中生物进化过程的优化算法。
它通过模拟遗传操作,如选择、交叉和变异,从解空间中找到一个近似最优解。
数据挖掘最常用的算法

数据挖掘最常用的算法数据挖掘是指从大量数据中挖掘出有价值的信息和知识的过程。
在数据挖掘过程中,使用各种算法来实现数据的预处理、特征提取、模型构建和结果评估等任务。
下面是数据挖掘中最常用的算法:1.决策树算法决策树是一种基于树状结构的分类算法,它通过构建一系列的决策节点和对应的条件判断,将数据集划分为不同的类别。
决策树具有易于理解和解释的特点,广泛应用于各种领域,如医疗、金融和营销等。
2.K近邻算法K近邻算法通过使用样本之间的距离度量,将新的样本分类为与之最相似的K个已知类别中的一类。
该算法简单易懂,并且可以应用于多分类任务。
3.朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理,通过计算样本在给定类别下的概率,来判断新样本的类别。
该算法具有简单高效的特点,在垃圾邮件过滤、文本分类等任务中应用广泛。
4.逻辑回归算法逻辑回归算法是一种广义线性模型,用于二分类问题。
该算法通过构建一个线性模型和一个逻辑函数,将输入特征映射到概率输出。
逻辑回归在广告点击率预测、客户流失预测等领域有较好的应用效果。
5.支持向量机算法支持向量机算法是一种二分类模型,通过构建一个边界超平面,将不同类别的样本分开。
该算法具有良好的泛化能力和对高维数据的适应性,在图像分类、文本分类等任务中广泛应用。
6.随机森林算法随机森林是一种集成学习算法,通过集成多个决策树的结果来进行分类或回归。
该算法通过随机选择特征子集和样本子集的方法,减少过拟合的风险,并且具有较强的抗噪声能力。
7.神经网络算法神经网络是一种模仿人脑结构和功能的计算模型,通过构建多层神经元和权重连接,学习输入数据的复杂模式。
神经网络在图像识别、语音识别等领域有着广泛应用。
8.关联规则算法关联规则算法用于在大规模数据集中挖掘出有趣的关联规则。
该算法通过计算项目之间的频繁度和支持度,发现不同项集之间的关联关系。
关联规则在市场篮子分析、推荐系统等领域具有重要应用。
除了上述算法,还有一些其他的算法也被广泛应用于数据挖掘,如聚类算法、主成分分析算法、梯度提升算法等。
常用的数据挖掘方法

常用的数据挖掘方法
1. 聚类分析。
聚类分析是一种无监督学习方法,它的目标是将相似的数据点归为一类。
通过聚类分析,我们可以发现数据中的模式和结构,帮助我们更好地理解数据。
在实际应用中,聚类分析常用于市场细分、社交网络分析、图像分析等领域。
2. 分类算法。
分类算法是一种监督学习方法,它的目标是根据已知的数据点的特征,预测新的数据点所属的类别。
常见的分类算法包括决策树、支持向量机、朴素贝叶斯等。
在实际应用中,分类算法常用于垃圾邮件过滤、医学诊断、金融欺诈检测等领域。
3. 关联规则挖掘。
关联规则挖掘是一种发现数据中项之间关联关系的方法。
它的经典应用是购物篮分析,通过挖掘顾客购买商品之间的关联规则,帮助商家进行商品搭配和促销策略的制定。
4. 时间序列分析。
时间序列分析是一种用于处理时间序列数据的方法,它的目标是预测未来的趋势和模式。
时间序列分析常用于股票价格预测、气象预测、交通流量预测等领域。
5. 文本挖掘。
文本挖掘是一种用于处理文本数据的方法,它的目标是从大量的文本数据中发现有用的信息。
文本挖掘常用于情感分析、舆情监控、文本分类等领域。
总结。
数据挖掘是一门多学科交叉的领域,涉及统计学、机器学习、数据库等多个学科的知识。
在实际应用中,数据挖掘方法常常与大数据技术相结合,帮助企业和组
织更好地利用他们拥有的数据资源。
希望本文介绍的常用数据挖掘方法能够帮助读者更好地理解数据挖掘的基本原理和方法,并在实际应用中取得更好的效果。
十大数据挖掘经典算法

十大数据挖掘经典算法数据挖掘是从大量数据中提取出有用的信息和知识的过程。
在数据挖掘的过程中,使用各种算法来处理和分析数据,以发现隐藏在数据中的模式和关联规则。
以下是十大经典的数据挖掘算法:1. 决策树算法(Decision Tree)决策树是一种基于树结构的分类模型,通过对数据集进行特征选择和划分,构建一个树形的决策模型。
决策树算法简单易懂,适用于处理具有离散特征的数据。
2. 支持向量机算法(Support Vector Machine)支持向量机是一种常用的分类算法,通过将数据映射到高维空间,找到一个最优的超平面来分割不同类别的数据。
支持向量机算法在处理线性不可分的数据时表现出色。
3. 聚类算法(Clustering)聚类算法是一种无监督学习的算法,通过将数据划分为不同的簇来发现数据的内在结构。
常见的聚类算法包括K均值聚类、层次聚类等。
4. 关联规则挖掘算法(Association Rule Mining)关联规则挖掘算法用于发现数据集中的频繁项集和关联规则。
通过分析数据集中的交易记录,可以找到商品之间的关联关系,从而进行推荐和销售策略。
5. 神经网络算法(Neural Network)神经网络是一种模拟人脑神经系统的算法,通过建立多层神经元之间的连接,实现对数据的建模和分类。
神经网络算法在处理非线性模式和大规模数据时具有较强的适应性。
6. 贝叶斯网络算法(Bayesian Network)贝叶斯网络是一种概率图模型,通过使用贝叶斯定理来表示变量之间的依赖关系。
贝叶斯网络算法可以用于推理和预测,适用于处理不确定性和复杂的数据。
7. 遗传算法(Genetic Algorithm)遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法,通过模拟基因的交叉、变异和选择操作来寻找最优解。
遗传算法广泛应用于函数优化、组合优化等问题。
8. 支持度向量机算法(Support Vector Data Description)支持度向量机是一种用于异常检测的算法,通过找到一个最优的超平面来描述正常数据的分布,从而检测出与正常数据有显著差异的异常数据。
数据挖掘中的十大算法

数据挖掘中的十大算法数据挖掘是当今最火热的技术之一,而算法则是数据挖掘的核心,其中有十大算法是数据挖掘领域中最常用的,这十大算法分别是:C4.5决策树算法、朴素贝叶斯算法、k-近邻算法、支持向量机算法、Apriori算法、EM算法、PageRank算法、AdaBoost算法、k-均值聚类算法以及PCA算法。
1. C4.5决策树算法决策树算法是以树形结构来模拟分析决策过程的一类算法,C4.5决策树算法是一种非常常见的决策树算法,它可以适用于多分类、连续值和缺失值情况,同时还可以通过剪枝技术降低过拟合现象。
2. 朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法是一种基于贝叶斯定理的概率模型,它通常用于解决分类和回归问题。
朴素贝叶斯算法可以通过估计概率来预测结果,因此需要大量的训练数据。
3. k-近邻算法k-近邻算法是一种基于距离的分类算法,它通过比较样本之间的距离来确定它们之间的相似度。
k-近邻算法通常在训练数据已知的情况下使用,它使用最近邻居的标签来预测新的标签。
4. 支持向量机算法支持向量机算法是一种最优化算法,它通常用于解决分类和回归问题。
支持向量机算法通过找到最大间隔超平面来进行分类,同时还可以使用核函数来处理非线性问题。
5. Apriori算法Apriori算法是一种关联规则算法,它通过寻找频繁项集来确定标签之间的关联性。
Apriori算法通常用于市场分析和推荐系统中。
6. EM算法EM算法是一种用于模型参数估计的迭代算法,它被广泛应用于未观测数据的概率推断中。
EM算法通常用于高斯混合模型和隐马尔科夫模型中。
7. PageRank算法PageRank算法是一种用于网页排名的算法,它基于网页的链接结构确定网页的权重。
PageRank算法被广泛应用于搜索引擎中。
8. AdaBoost算法AdaBoost算法是一种基于多个弱分类器构建强分类器的算法,它通常用于解决分类问题。
AdaBoost算法可以通过加权算法使得数据分布发生变化,从而提高分类的精度。
数据挖掘的10大算法

数据挖掘的10大算法数据挖掘是从海量数据中发现有意义的模式、关联和规律的过程。
在数据挖掘的实践中,有许多经典的算法被广泛应用。
本文将介绍数据挖掘领域的10大算法,这些算法在处理分类、预测、聚类和关联规则挖掘等任务中都具有较高的效果和可靠性。
1. 决策树决策树是一种基于树状结构的分类和回归方法。
它通过将数据集和属性进行划分,构建一棵树,每个节点代表一个属性,每个叶子节点代表一个分类结果或回归值。
决策树算法简单直观,易于理解和解释,在处理大规模数据集时也能保持较高的性能。
2. 支持向量机支持向量机是一种二分类模型,通过在高维特征空间中找到一个超平面,将不同类别的样本分隔开。
支持向量机在处理线性可分和近似线性可分的问题上表现良好,它不依赖于数据分布,对于高维数据和小样本也适用。
3. 最大熵模型最大熵模型是一种概率模型,它通过最大化熵的原理来构建模型,使得模型能够表达尽可能多的不确定性。
最大熵模型广泛应用于分类、标注和机器翻译等任务中,具有较好的泛化能力和鲁棒性。
4. K近邻算法K近邻算法是一种基于实例的学习方法,它通过寻找训练集中与待测样本最近的K个样本,来进行分类和回归。
K近邻算法简单有效,但在处理大规模数据集时性能较差。
5. 朴素贝叶斯算法朴素贝叶斯算法是一种基于概率的分类方法,它通过利用贝叶斯定理来计算后验概率,从而进行分类。
朴素贝叶斯算法假设所有特征之间相互独立,忽略了特征之间的相互关系,但在处理高维数据和大规模数据集时表现出色。
6. 随机森林随机森林是一种集成学习算法,它通过对多个决策树进行训练,再将它们的结果进行集成,来进行分类和回归。
随机森林具有较好的鲁棒性和泛化能力,可以有效避免过拟合和欠拟合问题。
7. AdaBoostAdaBoost是一种提升算法,它通过迭代训练一系列弱分类器,然后将它们进行加权组合,构建一个强分类器。
AdaBoost具有较好的性能,能够在处理复杂问题时提供较高的准确性。
数据挖掘的常用分类算法

数据挖掘的常用分类算法数据挖掘是从大量数据中提取出有用信息的过程。
在数据挖掘中,分类算法被广泛应用于将数据样本分为不同的类别。
下面将介绍一些常见的分类算法。
1.决策树算法:决策树是一种基于树形结构的分类算法。
它通过对样本的特征进行逻辑分割,最终得到一个决策树模型。
决策树有许多不同的变种,例如ID3、C4.5和CART算法。
决策树算法易于理解和实现,它能够处理连续和离散的数据,并且能够提供特征的重要性排名。
2.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条件独立性假设的统计分类算法。
该算法假设所有特征之间相互独立,因此计算条件概率时只需要考虑个别特征的概率。
朴素贝叶斯算法在文本分类和垃圾邮件过滤等领域具有广泛的应用。
3. 逻辑回归算法:逻辑回归是一种适用于二分类问题的线性模型。
该算法通过将特征的线性组合映射到一个sigmoid函数上,从而将实数域的输入映射到0~1之间的输出。
逻辑回归算法可以用于预测二分类概率,并且容易解释和使用。
4.支持向量机算法:支持向量机是一种用于二分类和多分类的机器学习算法。
它通过在特征空间中构建一个超平面来实现分类。
支持向量机算法具有稳定的表现、鲁棒性和优化能力,并且在高维空间中效果良好。
5.K近邻算法:K近邻算法是一种基于邻居的分类算法。
该算法将未知数据点分类为其最近邻居所属的类别。
K近邻算法没有显式的训练过程,可以用于处理大型数据集。
然而,该算法对于高维数据和异常值敏感。
6.随机森林算法:随机森林是一种集成学习算法,它综合了多个决策树的分类结果。
随机森林通过随机选择特征子集进行决策树的训练,并采用投票机制来确定最终分类结果。
随机森林算法可以降低过拟合风险,并提供特征重要性排名。
7.梯度提升算法:梯度提升是一种集成学习算法,它通过迭代地训练一系列弱分类器,并将它们组合成一个强分类器。
梯度提升算法通过最小化损失函数的梯度来优化模型,从而能够处理分类和回归问题。
这些分类算法在数据挖掘中被广泛应用,并且具有各自的优缺点。
数据挖掘十大算法及案例

数据挖掘十大算法及经典案例一、数据挖掘十大经典算法国际权威的学术组织the IEEE International Conference on Data Mining (ICDM) 2006年12月评选出了数据挖掘领域的十大经典算法:C4.5, k-Means, SVM, Apriori, EM, PageRank, AdaBoost, kNN, Naive Bayes, and CART。
不仅仅是选中的十大算法,其实参加评选的18种算法,实际上随便拿出一种来都可以称得上是经典算法,它们在数据挖掘领域都产生了极为深远的影响。
(一)C4.5C4.5算法是机器学习算法中的一种分类决策树算法,其核心算法是ID3算法。
C4.5算法继承了ID3算法的优点,并在以下几方面对ID3算法进行了改进:1. 用信息增益率来选择属性,克服了用信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不足;2. 在树构造过程中进行剪枝;3. 能够完成对连续属性的离散化处理;4. 能够对不完整数据进行处理。
C4.5算法有如下优点:产生的分类规则易于理解,准确率较高。
其缺点是:在构造树的过程中,需要对数据集进行多次的顺序扫描和排序,因而导致算法的低效。
(二)The k-means algorithm 即K-Means算法k-means algorithm算法是一个聚类算法,把n的对象根据他们的属性分为k个分割,k < n。
它与处理混合正态分布的最大期望算法很相似,因为他们都试图找到数据中自然聚类的中心。
它假设对象属性来自于空间向量,并且目标是使各个群组内部的均方误差总和最小。
(三)Support vector machines支持向量机,英文为Support Vector Machine,简称SV机(论文中一般简称SVM)。
它是一种監督式學習的方法,它广泛的应用于统计分类以及回归分析中。
支持向量机将向量映射到一个更高维的空间里,在这个空间里建立有一个最大间隔超平面。
十大经典数据挖掘算法R语言实现汇编

十大经典数据挖掘算法R语言实现汇编数据挖掘是从大规模的数据集中提取出有价值的信息和知识的过程。
在数据挖掘中,有许多经典的算法可以帮助我们实现这一目标。
本文将介绍十大经典数据挖掘算法,并给出它们在R语言中的实现。
1. 决策树算法(Decision Tree Algorithm)决策树算法是一种基于树结构的分类方法,通过将数据集划分成多个子集,来构建一个可以预测分类的模型。
在R语言中,我们可以使用rpart包来实现决策树算法。
2. K均值聚类算法(K-means Clustering Algorithm)K均值聚类算法是一种常用的聚类算法,在R语言中可以使用kmeans 函数实现。
该算法将数据集划分成K个簇,每个簇的中心点为该簇内部数据点的平均值。
3. 朴素贝叶斯算法(Naive Bayes Algorithm)朴素贝叶斯算法是一种基于贝叶斯定理的分类算法,在R语言中可以使用naiveBayes包实现。
该算法假设特征之间相互独立,通过计算后验概率来进行分类。
4. 支持向量机算法(Support Vector Machine Algorithm)支持向量机算法是一种二分类方法,通过找到一个超平面来将不同类别的数据点分开。
在R语言中可以使用e1071包实现支持向量机算法。
5. 线性回归算法(Linear Regression Algorithm)线性回归算法是一种用于预测数值型变量的机器学习方法,在R语言中可以使用lm函数实现。
该算法通过拟合一个线性方程来预测连续性变量的值。
6. 随机森林算法(Random Forest Algorithm)随机森林算法是一种集成学习方法,将多个决策树算法的结果组合起来进行预测。
在R语言中可以使用randomForest包实现随机森林算法。
7. 关联规则算法(Association Rule Algorithm)关联规则算法用于识别数据集中的频繁项集和关联规则。
在R语言中可以使用arules包实现关联规则算法。
经典数据挖掘算法

经典数据挖掘算法一、数据挖掘算法是啥呢?嘿呀,宝子们,数据挖掘算法就像是一把超级神奇的钥匙,可以打开数据这个大宝库的大门哦。
它能在海量的数据里面找到那些隐藏起来的宝藏,比如说一些规律呀、模式呀之类的。
二、经典的数据挖掘算法有哪些呢?1. 决策树算法这算法就像一棵树一样,有树干、树枝啥的。
它通过对数据特征的不断分析,像在树上分叉一样,做出决策。
比如说要判断一个水果是苹果还是香蕉,它就会根据颜色、形状等特征,一点一点判断,最后得出结论。
这个算法可好玩啦,就像是在玩猜东西的游戏,一步一步缩小范围,最后确定答案。
2. 神经网络算法这个就有点酷啦。
它模仿咱们大脑神经元的工作方式呢。
想象一下,好多好多小神经元在那里互相传递信息,就像咱们在教室里传小纸条一样。
通过不断地学习和调整这些传递信息的方式,它就能对数据进行处理啦。
比如说识别一张图片里是猫还是狗,它会一点点分析图片的各种特征,然后给出答案。
3. 聚类算法聚类算法就像是把一群小伙伴按照他们的特点分成不同的小组。
比如说根据同学们的身高、体重、兴趣爱好等,把相似的同学聚在一起。
这样做有啥好处呢?可以发现数据中的自然分组结构,在市场细分、客户分类等方面可有用啦。
4. 关联规则算法这个算法可以发现数据集中不同项目之间的关联关系。
就像在超市里,发现买了牛奶的顾客常常也会买面包一样。
它可以帮助商家更好地布局商品,还能做推荐系统呢。
比如说电商平台根据你买过的东西,给你推荐相关的商品,是不是很贴心?三、这些算法的应用场景可多啦在商业领域,企业可以用数据挖掘算法来分析顾客的购买行为,这样就能更好地制定营销策略。
比如说知道哪些顾客是高价值顾客,就可以给他们提供更个性化的服务。
在医疗领域呢,可以用算法分析病人的病历数据,预测疾病的发生风险,提前做好预防措施。
在交通领域,通过分析交通流量数据,优化交通信号灯的时间,让道路更畅通。
数据挖掘算法就像一个个小魔法,让我们的生活变得更加方便和有趣啦。
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Apriori算法一、Apriori算法简介:Apriori算法是一种挖掘关联规则的频繁项集算法,其核心思想是通过候选集生成和情节的向下封闭检测两个阶段来挖掘频繁项集。
Apriori(先验的,推测的)算法应用广泛,可用于消费市场价格分析,猜测顾客的消费习惯;网络安全领域中的入侵检测技术;可用在用于高校管理中,根据挖掘规则可以有效地辅助学校管理部门有针对性的开展贫困助学工作;也可用在移动通信领域中,指导运营商的业务运营和辅助业务提供商的决策制定。
二、挖掘步骤:1.依据支持度找出所有频繁项集(频度)2.依据置信度产生关联规则(强度)三、基本概念对于A->B①支持度:P(A ∩B),既有A又有B的概率②置信度:P(B|A),在A发生的事件中同时发生B的概率p(AB)/P(A)例如购物篮分析:牛奶⇒面包例子:[支持度:3%,置信度:40%]支持度3%:意味着3%顾客同时购买牛奶和面包置信度40%:意味着购买牛奶的顾客40%也购买面包③如果事件A中包含k个元素,那么称这个事件A为k项集事件A满足最小支持度阈值的事件称为频繁k项集。
④同时满足最小支持度阈值和最小置信度阈值的规则称为强规则四、实现步骤Apriori算法是一种最有影响的挖掘布尔关联规则频繁项集的算法Apriori使用一种称作逐层搜索的迭代方法,“K-1项集”用于搜索“K项集”。
首先,找出频繁“1项集”的集合,该集合记作L1。
L1用于找频繁“2项集”的集合L2,而L2用于找L3。
如此下去,直到不能找到“K项集”。
找每个Lk都需要一次数据库扫描。
核心思想是:连接步和剪枝步。
连接步是自连接,原则是保证前k-2项相同,并按照字典顺序连接。
剪枝步,是使任一频繁项集的所有非空子集也必须是频繁的。
反之,如果某个候选的非空子集不是频繁的,那么该候选肯定不是频繁的,从而可以将其从CK中删除。
简单的讲,1、发现频繁项集,过程为(1)扫描(2)计数(3)比较(4)产生频繁项集(5)连接、剪枝,产生候选项集重复步骤(1)~(5)直到不能发现更大的频集2、产生关联规则,过程为:根据前面提到的置信度的定义,关联规则的产生如下:(1)对于每个频繁项集L,产生L的所有非空子集;(2)对于L的每个非空子集S,如果P(L)/P(S)≧min_conf则输出规则“SàL-S”注:L-S表示在项集L中除去S子集的项集KNN最邻近规则KNN最邻近规则,主要应用领域是对未知事物的识别,即判断未知事物属于哪一类,判断思想是,基于欧几里得定理,判断未知事物的特征和哪一类已知事物的的特征最接近;K最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)分类算法,是一个理论上比较成熟的方法,也是最简单的机器学习算法之一。
该方法的思路是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。
KNN算法中,所选择的邻居都是已经正确分类的对象。
该方法在定类决策上只依据最邻近的一个或者几个样本的类别来决定待分样本所属的类别。
KNN方法虽然从原理上也依赖于极限定理,但在类别决策时,只与极少量的相邻样本有关。
由于KNN方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法来确定所属类别的,因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN方法较其他方法更为适合。
KNN算法不仅可以用于分类,还可以用于回归。
通过找出一个样本的k个最近邻居,将这些邻居的属性的平均值赋给该样本,就可以得到该样本的属性。
更有用的方法是将不同距离的邻居对该样本产生的影响给予不同的权值(weight),如权值与距离成正比(组合函数)。
该算法在分类时有个主要的不足是,当样本不平衡时,如一个类的样本容量很大,而其他类样本容量很小时,有可能导致当输入一个新样本时,该样本的K个邻居中大容量类的样本占多数。
该算法只计算“最近的”邻居样本,某一类的样本数量很大,那么或者这类样本并不接近目标样本,或者这类样本很靠近目标样本。
无论怎样,数量并不能影响运行结果。
可以采用权值的方法(和该样本距离小的邻居权值大)来改进。
该方法的另一个不足之处是计算量较大,因为对每一个待分类的文本都要计算它到全体已知样本的距离,才能求得它的K个最近邻点。
目前常用的解决方法是事先对已知样本点进行剪辑,事先去除对分类作用不大的样本。
该算法比较适用于样本容量比较大的类域的自动分类,而那些样本容量较小的类域采用这种算法比较容易产生误分。
K-NN可以说是一种最直接的用来分类未知数据的方法。
基本通过下面这张图跟文字说明就可以明白K-NN是干什么的简单来说,K-NN可以看成:有那么一堆你已经知道分类的数据,然后当一个新数据进入的时候,就开始跟训练数据里的每个点求距离,然后挑离这个训练数据最近的K个点看看这几个点属于什么类型,然后用少数服从多数的原则,给新数据归类。
算法步骤:step.1---初始化距离为最大值step.2---计算未知样本和每个训练样本的距离diststep.3---得到目前K个最临近样本中的最大距离maxdiststep.4---如果dist小于maxdist,则将该训练样本作为K-最近邻样本step.5---重复步骤2、3、4,直到未知样本和所有训练样本的距离都算完step.6---统计K-最近邻样本中每个类标号出现的次数step.7---选择出现频率最大的类标号作为未知样本的类标号(EM算法)The EM AlgorithmEM是我一直想深入学习的算法之一,第一次听说是在NLP课中的HMM那一节,为了解决HMM 的参数估计问题,使用了EM算法。
在之后的MT中的词对齐中也用到了。
在Mitchell的书中也提到EM可以用于贝叶斯网络中。
下面主要介绍EM的整个推导过程。
1. Jensen不等式回顾优化理论中的一些概念。
设f是定义域为实数的函数,如果对于所有的实数x,,那么f是凸函数。
当x是向量时,如果其hessian矩阵H是半正定的(),那么f是凸函数。
如果或者,那么称f是严格凸函数。
Jensen不等式表述如下:如果f是凸函数,X是随机变量,那么特别地,如果f是严格凸函数,那么当且仅当,也就是说X 是常量。
这里我们将简写为。
如果用图表示会很清晰:图中,实线f是凸函数,X是随机变量,有0.5的概率是a,有0.5的概率是b。
(就像掷硬币一样)。
X的期望值就是a和b的中值了,图中可以看到成立。
当f是(严格)凹函数当且仅当-f是(严格)凸函数。
Jensen不等式应用于凹函数时,不等号方向反向,也就是。
2. EM算法给定的训练样本是,最大。
p(x,z)的最大似然估计如下:接求一般比较困难,因为有隐藏变量是一种解决存在隐含变量优化问题的有效方法。
竟然不能直接最大化,我们可以不断地建立的下界(,让表示该样例隐含变量的某种分布,满足的条件是。
是连续性的,那么是概率密度函数,需要将求和符号换做积分等式,考虑到是凹函数(二阶导数小于就是的期望(回想期望公式中的的函数(是离散型随机变量,它的分布律为,。
若绝对是连续型随机变量,它的概率密度为,若绝对收敛,则有是,是,是,是到的映射。
这个过程可以看作是对求了下界。
对于的选择,有多种可能,那种更好的?假设已经给那么的值就决定于和了。
以逼近的真实值,能够等价于了。
按照这个思路,我们要找到等式成立的条件。
根据成立,需要让随机变量变成常数值,这里得到:为常数,不依赖于。
对此式子做进一步推导,我们知道,那么也就有,至此,我们推出了在固定其他参数后,的计算公式就是后验概率,解决了如何步,建立的下界。
接下来的步,就是在给定后,调整,去极大化的下界(在固定后,下界还可以调整的更大)。
那么一般的收敛?假定和是明了,也就是说极大似然估计单调增加,那么最终我们会到达最大似然估计的最大值。
下面来证明,选定后,我们得到这一步保证了在给定时,步,固定,并将视作变量,对上面的求导后,得到,这解释第(4)步,得到时,只是最大化,也就是的下界,而没有使等式成立,等式成立只有是在固定,并按E步得到时才能成立。
况且根据我们前面得到的下式,对于所有的和都成立第(5)步利用了M步的定义,M步就是将调整到,使得下界最大化。
因此(5)成立,(6)是之前的等式结果。
这样就证明了会单调增加。
一种收敛方法是不再变化,还有一种就是变化幅度很小。
再次解释一下(4)、(5)、(6)。
首先(4)对所有的参数都满足,而其等式成立条件只是在固定,并调整好Q时成立,而第(4)步只是固定Q,调整,不能保证等式一定成立。
(4)到(5)就是M步的定义,(5)到(6)是前面E步所保证等式成立条件。
也就是说E步会将下界拉到与一个特定值(这里)一样的高度,而此时发现下界仍然可以上升,因此经过M步后,下界又被拉升,但达不到与另外一个特定值一样的高度,之后E步又将下界拉到与这个特定值一样的高度,重复下去,直到最大值。
如果我们定义从前面的推导中我们知道,EM可以看作是J的坐标上升法,E步固定,优化,M步固定优化。
3. 重新审视混合高斯模型我们已经知道了EM的精髓和推导过程,再次审视一下混合高斯模型。
之前提到的混合高斯模型的参数和计算公式都是根据很多假定得出的,有些没有说明来由。
为了简单,这里在M步只给出和的推导方法。
E步很简单,按照一般EM公式得到:简单解释就是每个样例i的隐含类别为j的概率可以通过后验概率计算得到。
在M步中,我们需要在固定后最大化最大似然估计,也就是这是将的k种情况展开后的样子,未知参数和。
固定和,对求导得等于0时,得到这就是我们之前模型中的的更新公式。
然后推导的更新公式。
看之前得到的在和确定后,分子上面的一串都是常数了,实际上需要优化的公式是:需要知道的是,还需要满足一定的约束条件就是。
这个优化问题我们很熟悉了,直接构造拉格朗日乘子。
还有一点就是,但这一点会在得到的公式里自动满足。
求导得,等于0,得到也就是说再次使用,得到这样就神奇地得到了。
那么就顺势得到M步中的更新公式:的推导也类似,不过稍微复杂一些,毕竟是矩阵。
结果在之前的混合高斯模型中已经给出。
4. 总结如果将样本看作观察值,潜在类别看作是隐藏变量,那么聚类问题也就是参数估计问题,只不过聚类问题中参数分为隐含类别变量和其他参数,这犹如在x-y坐标系中找一个曲线的极值,然而曲线函数不能直接求导,因此什么梯度下降方法就不适用了。
但固定一个变量后,另外一个可以通过求导得到,因此可以使用坐标上升法,一次固定一个变量,对另外的求极值,最后逐步逼近极值。
对应到EM上,E步估计隐含变量,M步估计其他参数,交替将极值推向最大。
EM中还有“硬”指定和“软”指定的概念,“软”指定看似更为合理,但计算量要大,“硬”指定在某些场合如K-means中更为实用(要是保持一个样本点到其他所有中心的概率,就会很麻烦)。