京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
算法回顾
图片来源:https://medium.com/machine-learning-101/chapter-1-supervised-learning-and-naive-bayes-classification-part-1-theory-8b9e361897d5
贝叶斯分类算法属于有监督机器学习(Supervised Learning)。贝叶斯分类器是一类分类算法的总称,这类算法均以贝叶斯定理为基础,故统称为贝叶斯分类。其中朴素贝叶斯分分类是贝叶斯分类中最简单的,也是最常见的一种分类方法。
朴素贝叶斯分类算法的核心如下公式:
P(A):它是先验该率(Prior Probability),是A发生的概率。
P(B): 是边际可能性(Marginal Likelihood):是B发生的概率。
P(B|A):是可能性(likelihood),基于给定的A,B发生的概率,即已知A发生,B发生的概率。
P(A|B):是后验概率(Posterior Probability):基于给定的B,A发生的概率,即已知B发生,A发生的概率。
换个表达式可能理解的就会更加透彻:
以下是从Udemy上借鉴的一个例子:
假设有两个特征,分别为工资(Salary)和年龄(Age),已知有两种分类分别为:步行(Walks)和自驾(Drives),如上图所示。
当有一个新数据点进来时(如灰色点),基于给定它的特征工资和年龄,应该把它分为哪类?
其中,$P(Walks) = {10} \over {30}$,$P(Drives)={20} \over {30}$。
首先计算P(Walks|X)的概率,可以参见如下公式:
首先,需要自定义一个参考集,如下图中虚线所示。
计算$P(Walks|X)$后计算$P(Drivers|X)$,通过比较两个概率的大小,来决定灰色点属于哪类(Walks 或者 Drives)。通过比较不难得出灰色点属于“步行上班”类别(此处省略计算过程)。
在机器学习中,朴素贝叶斯分类器是基于贝叶斯理论(该理论中有很强的特征间独立性假设)的一个简单“概率分类”的家族。因此,朴素贝叶斯分类算法属于概率的机器学习(probabilistic machine learning),并且可应用于很多分类的任务中。典型的应用有垃圾邮件筛选(filtering spam),分类文件(classifying documents),情绪预测(sentiment prediction)。
在scikit-learn中,一共提供三种朴素贝叶斯的方法,分别为高斯朴素贝叶斯(Gaussian Naive Bayes)、二项式朴素贝叶斯(Multinomial Naive Bayes),伯努利朴素贝叶斯(Bernoulli Naive Bayes)和补足朴素贝叶斯(Complement Naive Bayes)。官方文档中给出以高斯朴素贝叶斯为例的代码,示例如下:
>>> from sklearn.datasets import load_iris
>>> from sklearn.model_selection import train_test_split
>>> from sklearn.naive_bayes import GaussianNB
>>> X, y = load_iris(return_X_y=True)
>>> X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.5, random_state=0)
>>> gnb = GaussianNB()
>>> y_pred = gnb.fit(X_train, y_train).predict(X_test)
>>> print("Number of mislabeled points out of a total %d points : %d"
... % (X_test.shape[0], (y_test != y_pred).sum()))
Number of mislabeled points out of a total 75 points : 4
分类概率在一些机器模型中应用广泛,在scikit-learn中,大多数机器学习算法通过使用predict_proba函数,允许计算样本各类别的概率。这个功能对于一些情况下是极为有效的,例如,如果某一类的模型预测概率是大于欧90%的。但是,包括朴素贝叶斯等模型,它的模型预测概率与现实中的概率不尽相同。例如,函数predict_proba预测某个样本属于某类的样本概率是70%,而实际只有0.1或者0.99。尤其对于朴素贝叶斯模型而言,尽管不同目标类的预测概率有效(valid),但原始概率往往采用接仅0和1的极端值。
为了得到有意义的预测概率,需要采用模型“校正”(calibration)。在scikit-learn中,使用CalibratedClassifierCV分类,通过k折交叉验证(k-fold cross-validation)来生成“好的”校正的预测概率。在CalibratedClassifierCV中,训练集用于训练模型,测试集用于矫正模型预测概率。返回的预测概率是k-fold的均值。详见参考 文章。
代码示例如下:
# 导入相关的库 from sklearn import datasets from sklearn.naive_bayes import GaussianNB from sklearn.calibration import CalibratedClassifierCV # 载入莺尾花数据集 iris = datasets.load_iris() X = iris.data y = iris.target # 构建朴素贝叶斯分类对象 clf = GaussianNB() # 构建校正器 clf_sigmoid = CalibratedClassifierCV(clf, cv=2, method='sigmoid') # 构建带有校正概率的分类器 clf_sigmoid.fit(X, y) # 构建新样本 new_observation = [[ 2.6, 2.6, 2.6, 0.4]] # 得到矫正后的概率 clf_sigmoid.predict_proba(new_observation)
根据Alexandru和Rich在2005年发表的题为“Predicting Good Probabilities With Supervised Learning”论文[1]中指出:对于朴素贝叶斯模型而言,对于不同校正集合的大小,Isotonic Regression的表现都优于Platt Scaling方法(在CalibratedClassifierCV中,用参数method定义)。因此,这对朴素贝叶斯模型的参数设置,可以优先考虑Isotonic Regression方法。
参考文章:
[1] Niculescu-Mizil, A., & Caruana, R. (2005, August). Predicting good probabilities with supervised learning. In Proceedings of the 22nd international conference on Machine learning (pp. 625-632).
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
一、问题从哪来 财务分析里算增长率,常规公式所有人都会写: 增长率本年数上年数上年数 这个公式在"上年为正"时完全成立。但一 ...
2026-11-12一、什么是加权聚类 普通聚类默认"每个样本、每个指标都同等重要":距离公式里每个样本权重都是 1,每个指标在距离计算里占比相 ...
2026-11-12“纲举目张,执本末从。”若想在数据分析领域有所收获,一套合适的学习教材至关重要。一套优质且契合需求的学习教材无疑是那关键 ...
2026-11-12一、需求从哪来 做 Excel 报表时,"从一个透视表取数据"这个需求通常有三种来源: 汇总页引用:明细透视表在另一个 sheet,汇总 ...
2026-11-11一、透视表的价值在哪 一句话概括:数据透视表把"写公式汇总"变成了"拖字段看结果"。 传统做法要写 SUMIFS、COUNTIFS,改一个维 ...
2026-11-11核心资源推荐 CDA教材(2025):https://edu.cda.cn/goods/show/3151CDA模拟题(2025):https://edu.cda.cn/goods/show/2845CD ...
2026-11-11核心资源推荐 CDA教材(2025):https://edu.cda.cn/goods/show/3151CDA模拟题(2025):https://edu.cda.cn/goods/show/2845CD ...
2026-11-11一、回归分析到底在解决什么问题 很多人学回归分析,是从公式开始的:最小二乘法、残差平方和、R²、t 检验。公式记住了,但一到 ...
2026-11-10一、等级聚类法是什么 等级聚类法(Hierarchical Clustering),中文也叫系统聚类法、层次聚类法,是聚类分析里最经典的一类方法 ...
2026-11-10考试范围 PART 1 大数据基础理论 占比(8% ) a. 大数据分析基础(1%) b. Python 基础(5%) c. Linux & Ubuntu 操作系统基 ...
2026-11-10一、业务背景 在后台列表、管理系统、报表页面的分页需求里,前端通常需要两份数据:当前页的分页记录、符合筛选条件的数据总条 ...
2026-11-09一、需求看起来简单,实际坑不少 "把文本里所有中括号 [] 中间的内容提取出来"——这是文本清洗里最常见的需求之一。日志里的 [I ...
2026-11-09大数据分析师证书考什么 考试范围 PART 1 大数据基础理论 占比(8% ) a. 大数据分析基础(1%) b. Python 基础(5%) c. Li ...
2026-11-09CDA数据分析师 出品 作者:李诗怡 一、数据处理概述 定义: 在正式开展数据分析之前,对原始采集的数据进行整理、修正、加工和精 ...
2026-11-06一、为什么数据要先标准化 拿到一份数据,各列的量纲往往完全不同:年龄单位是"岁"(约 20~60),收入单位是"元"(几千到几万) ...
2026-11-06一、为什么 Python 成了统计分析的主流工具 十年前做统计分析,主流选择是 SPSS、SAS、Stata。现在越来越多的研究者、分析师转向 ...
2026-11-06核心资源推荐 CDA教材(2025):https://edu.cda.cn/goods/show/3151CDA模拟题(2025):https://edu.cda.cn/goods/show/2845CD ...
2026-11-06“大学生必备证书有哪些”最容易被答成一张越长越好的清单。但校招筛选的真实逻辑是:证书要对应你投的岗位任务,并且在校期间确 ...
2026-11-05大学期间能报的证书,先别急着看“含金量榜单”。更实用的第一步是问:我现在这个身份、这个学历,符合报考条件吗? 很多证书宣 ...
2026-11-05大学期间能考的证书很多,但真正需要先回答的是两个问题:当前有没有报考资格,以及这张证书对应什么岗位任务。 前者决定你能不 ...
2026-11-05