机器学习基础概念和度量指标

No free lunch theorem

所有问题都同等重要,且真实的目标函数为均匀分布时,总误差与学习算法无关!

生成模型与判别模型

  • 生成模型:通过联合分布求出条件概率分布的模型。NB+HMM.
  • 判别模型:直接学习决策函数或条件概率,学习的准确率更高。kNN+决策树。

模型评估方法

数据集的作用

  • 训练集:训练模型。
  • 验证集: 模型选择。
  • 测试集:确定泛化误差

训练集和测试集的产生:

  • 留出法:D=S∪T+S∩T= Ø
  • 交叉验证法:D →k 个大小相等的互斥子集.K-1个子集并集为训练集,1个测试集,最终结果取平均。
  • bootstrap:适用于数据集较小,难以划分。

性能度量

  • 回归问题:MSE.

  • 分类任务

    • 错误率+准确率(acc)=1
    • 二分类 混淆矩阵,查准率=(frac{TP}{TP+FP})和召回率(=frac{TP}{TP+FN})
    • F1(查准率与召回率的调和平均数)。更一般的是(F_eta)β> 1 时召回率更大影响; ß < 1 时查准率有更大影响.
    • 不同学习器比较
      • 查准率-查全率曲线:P-R曲线,看包含关系。
      • ROC曲线和AUC (Area Under ROC)
  • 代价矩阵:不同类型的错误所造成的后果不同。

偏差与方差:泛化误差可分解为偏差、 方差与噪声之和

  • 偏差:预测值与真实值之间的差。期望预测与真实结果的偏离程度,即刻画了学习算法本身的拟合能力
  • 个数相同的不同训练集产生的方差,同样大小的训练集的变动所导致的学习性能的变化,即刻画了数据扰动所造成的影响.

偏差-方差窘境。

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