resubPredict

Классифицируйте наблюдения на модель выходных кодов с коррекцией ошибок (ECOC) мультикласса

Описание

пример

label = resubPredict(Mdl) возвращает вектор из предсказанных меток класса (label) для обученной модели Mdl выходных кодов с коррекцией ошибок (ECOC) мультикласса использование данных о предикторе сохранено в Mdl.X.

Программное обеспечение предсказывает классификацию наблюдения путем присвоения наблюдения классу, дающему к самой большой отрицаемой средней бинарной потере (или, эквивалентно, самой маленькой средней бинарной потере).

пример

label = resubPredict(Mdl,Name,Value) возвращает предсказанные метки класса с дополнительными опциями, заданными одним или несколькими аргументами пары "имя-значение". Например, задайте метод оценки апостериорной вероятности, декодируя схему или уровень многословия.

пример

[label,NegLoss,PBScore] = resubPredict(___) использование любая из комбинаций входных аргументов в предыдущих синтаксисах и дополнительно возвращает отрицаемую среднюю бинарную потерю в классе (NegLoss) для наблюдений и баллов положительного класса (PBScore) для наблюдений, классифицированных каждым бинарным учеником.

пример

[label,NegLoss,PBScore,Posterior] = resubPredict(___) дополнительно возвращает следующие оценки вероятности класса для наблюдений (Posterior).

Чтобы получить следующие вероятности класса, необходимо установить 'FitPosterior',true когда обучение использование модели ECOC fitcecoc. В противном случае, resubPredict выдает ошибку.

Примеры

свернуть все

Загрузите ирисовый набор данных Фишера. Задайте данные о предикторе X, данные об ответе Y, и порядок классов в Y.

load fisheriris
X = meas;
Y = categorical(species);
classOrder = unique(Y);

Обучите модель ECOC с помощью двоичных классификаторов SVM. Стандартизируйте предикторы с помощью шаблона SVM и задайте порядок класса.

t = templateSVM('Standardize',true);
Mdl = fitcecoc(X,Y,'Learners',t,'ClassNames',classOrder);

t объект шаблона SVM. Во время обучения программное обеспечение использует значения по умолчанию для пустых свойств в t. Mdl ClassificationECOC модель.

Предскажите метки обучающих данных. Распечатайте случайное подмножество истины и предсказанных меток.

labels = resubPredict(Mdl);

rng(1); % For reproducibility
n = numel(Y); % Sample size
idx = randsample(n,10);
table(Y(idx),labels(idx),'VariableNames',{'TrueLabels','PredictedLabels'})
ans=10×2 table
    TrueLabels    PredictedLabels
    __________    _______________

    setosa          setosa       
    versicolor      versicolor   
    virginica       virginica    
    setosa          setosa       
    versicolor      versicolor   
    setosa          setosa       
    versicolor      versicolor   
    versicolor      versicolor   
    setosa          setosa       
    setosa          setosa       

Mdl правильно помечает наблюдения индексами idx.

Загрузите ирисовый набор данных Фишера. Задайте данные о предикторе X, данные об ответе Y, и порядок классов в Y.

load fisheriris
X = meas;
Y = categorical(species);
classOrder = unique(Y); % Class order

Обучите модель ECOC с помощью двоичных классификаторов SVM. Стандартизируйте предикторы с помощью шаблона SVM и задайте порядок класса.

t = templateSVM('Standardize',true);
Mdl = fitcecoc(X,Y,'Learners',t,'ClassNames',classOrder);

t объект шаблона SVM. Во время обучения программное обеспечение использует значения по умолчанию для пустых свойств в t. Mdl ClassificationECOC модель.

Баллы SVM являются подписанными расстояниями от наблюдения до контура решения. Поэтому область (-,). Создайте пользовательскую бинарную функцию потерь, которая делает следующее:

  • Сопоставьте матрицу (M) проекта кодирования и классификационные оценки (оценки) положительного класса для каждого ученика к бинарной потере для каждого наблюдения.

  • Используйте линейную потерю.

  • Агрегируйте бинарную утрату ученика с помощью медианы.

Можно создать отдельную функцию для бинарной функции потерь, и затем сохранить ее на пути MATLAB®. Или, можно задать анонимную бинарную функцию потерь. В этом случае создайте указатель на функцию (customBL) к анонимной бинарной функции потерь.

customBL = @(M,s)nanmedian(1 - bsxfun(@times,M,s),2)/2;

Предскажите метки для обучающих данных и оцените среднюю бинарную потерю в классе. Распечатайте средние отрицательные бинарные потери в классе для случайного набора 10 наблюдений.

[label,NegLoss] = resubPredict(Mdl,'BinaryLoss',customBL);

rng(1); % For reproducibility
n = numel(Y); % Sample size
idx = randsample(n,10);
classOrder
classOrder = 3x1 categorical
     setosa 
     versicolor 
     virginica 

table(Y(idx),label(idx),NegLoss(idx,:),'VariableNames',...
    {'TrueLabel','PredictedLabel','NegLoss'})
ans=10×3 table
    TrueLabel     PredictedLabel                NegLoss            
    __________    ______________    _______________________________

    setosa          versicolor      0.12379      1.9569     -3.5807
    versicolor      versicolor      -1.0172     0.62935     -1.1122
    virginica       virginica       -1.9087    -0.21744     0.62617
    setosa          versicolor       0.4386      2.2441     -4.1827
    versicolor      versicolor      -1.0735     0.39638    -0.82292
    setosa          versicolor      0.26672      2.2003      -3.967
    versicolor      versicolor      -1.1237     0.69917     -1.0754
    versicolor      versicolor      -1.2714     0.51834    -0.74695
    setosa          versicolor      0.35211      2.0677     -3.9198
    setosa          versicolor      0.23357      2.1885     -3.9221

Порядок столбцов соответствует элементам classOrder. Программное обеспечение предсказывает метку на основе максимальной отрицаемой потери. Результаты показывают, что медиана линейных потерь не может выполнить, а также другие потери.

Обучите классификатор ECOC с помощью двоичных учеников SVM. Сначала предскажите метки обучающей выборки и апостериорные вероятности класса. Затем предскажите максимальную апостериорную вероятность класса в каждой точке в сетке. Визуализируйте результаты.

Загрузите ирисовый набор данных Фишера. Задайте лепестковые размерности как предикторы и имена разновидностей как ответ.

load fisheriris
X = meas(:,3:4);
Y = species;
rng(1); % For reproducibility

Создайте шаблон SVM. Стандартизируйте предикторы и задайте Гауссово ядро.

t = templateSVM('Standardize',true,'KernelFunction','gaussian');

t шаблон SVM. Большинство его свойств пусто. Когда программное обеспечение обучает классификатор ECOC, оно устанавливает применимые свойства на их значения по умолчанию.

Обучите классификатор ECOC с помощью шаблона SVM. Преобразуйте классификационные оценки, чтобы классифицировать апостериорные вероятности (которые возвращены predict или resubPredict) использование 'FitPosterior' аргумент пары "имя-значение". Задайте порядок класса с помощью 'ClassNames' аргумент пары "имя-значение". Отобразите диагностические сообщения во время обучения при помощи 'Verbose' аргумент пары "имя-значение".

Mdl = fitcecoc(X,Y,'Learners',t,'FitPosterior',true,...
    'ClassNames',{'setosa','versicolor','virginica'},...
    'Verbose',2);
Training binary learner 1 (SVM) out of 3 with 50 negative and 50 positive observations.
Negative class indices: 2
Positive class indices: 1

Fitting posterior probabilities for learner 1 (SVM).
Training binary learner 2 (SVM) out of 3 with 50 negative and 50 positive observations.
Negative class indices: 3
Positive class indices: 1

Fitting posterior probabilities for learner 2 (SVM).
Training binary learner 3 (SVM) out of 3 with 50 negative and 50 positive observations.
Negative class indices: 3
Positive class indices: 2

Fitting posterior probabilities for learner 3 (SVM).

Mdl ClassificationECOC модель. Тот же шаблон SVM применяется к каждому бинарному ученику, но можно настроить опции для каждого бинарного ученика путем передачи в векторе ячейки из шаблонов.

Предскажите метки обучающей выборки и апостериорные вероятности класса. Отобразите диагностические сообщения во время расчета меток и апостериорных вероятностей класса при помощи 'Verbose' аргумент пары "имя-значение".

[label,~,~,Posterior] = resubPredict(Mdl,'Verbose',1);
Predictions from all learners have been computed.
Loss for all observations has been computed.
Computing posterior probabilities...
Mdl.BinaryLoss
ans = 
'quadratic'

Программное обеспечение присваивает наблюдение классу, который дает к самой маленькой средней бинарной потере. Поскольку все бинарные ученики вычисляют апостериорные вероятности, бинарной функцией потерь является quadratic.

Отобразите случайный набор результатов.

idx = randsample(size(X,1),10,1);
Mdl.ClassNames
ans = 3x1 cell
    {'setosa'    }
    {'versicolor'}
    {'virginica' }

table(Y(idx),label(idx),Posterior(idx,:),...
    'VariableNames',{'TrueLabel','PredLabel','Posterior'})
ans=10×3 table
      TrueLabel         PredLabel                     Posterior               
    ______________    ______________    ______________________________________

    {'virginica' }    {'virginica' }     0.0039322      0.003987       0.99208
    {'virginica' }    {'virginica' }      0.017067      0.018263       0.96467
    {'virginica' }    {'virginica' }      0.014948      0.015856        0.9692
    {'versicolor'}    {'versicolor'}    2.2197e-14       0.87318       0.12682
    {'setosa'    }    {'setosa'    }         0.999    0.00025092    0.00074638
    {'versicolor'}    {'virginica' }    2.2195e-14       0.05943       0.94057
    {'versicolor'}    {'versicolor'}    2.2194e-14       0.97001      0.029985
    {'setosa'    }    {'setosa'    }         0.999    0.00024991     0.0007474
    {'versicolor'}    {'versicolor'}     0.0085642       0.98259     0.0088487
    {'setosa'    }    {'setosa'    }         0.999    0.00025013    0.00074717

Столбцы Posterior соответствуйте порядку класса Mdl.ClassNames.

Задайте сетку значений на наблюдаемом пробеле предиктора. Предскажите апостериорные вероятности для каждого экземпляра в сетке.

xMax = max(X);
xMin = min(X);

x1Pts = linspace(xMin(1),xMax(1));
x2Pts = linspace(xMin(2),xMax(2));
[x1Grid,x2Grid] = meshgrid(x1Pts,x2Pts);

[~,~,~,PosteriorRegion] = predict(Mdl,[x1Grid(:),x2Grid(:)]);

Для каждой координаты на сетке постройте максимальную апостериорную вероятность класса среди всех классов.

contourf(x1Grid,x2Grid,...
        reshape(max(PosteriorRegion,[],2),size(x1Grid,1),size(x1Grid,2)));
h = colorbar;
h.YLabel.String = 'Maximum posterior';
h.YLabel.FontSize = 15;

hold on
gh = gscatter(X(:,1),X(:,2),Y,'krk','*xd',8);
gh(2).LineWidth = 2;
gh(3).LineWidth = 2;

title('Iris Petal Measurements and Maximum Posterior')
xlabel('Petal length (cm)')
ylabel('Petal width (cm)')
axis tight
legend(gh,'Location','NorthWest')
hold off

Figure contains an axes. The axes with title Iris Petal Measurements and Maximum Posterior contains 4 objects of type contour, line. These objects represent setosa, versicolor, virginica.

Обучите мультикласс модель ECOC и оцените апостериорные вероятности с помощью параллельных вычислений.

Загрузите arrhythmia набор данных. Исследуйте данные об ответе Y, и определите количество классов.

load arrhythmia
Y = categorical(Y);
tabulate(Y)
  Value    Count   Percent
      1      245     54.20%
      2       44      9.73%
      3       15      3.32%
      4       15      3.32%
      5       13      2.88%
      6       25      5.53%
      7        3      0.66%
      8        2      0.44%
      9        9      1.99%
     10       50     11.06%
     14        4      0.88%
     15        5      1.11%
     16       22      4.87%
K = numel(unique(Y));

Несколько классов не представлены в данных, и много других классов имеют низкие относительные частоты.

Задайте шаблон приобретения знаний ансамблем, который использует метод GentleBoost и 50 слабых учеников дерева классификации.

t = templateEnsemble('GentleBoost',50,'Tree');

t объект шаблона. Большинство его свойств пусто ([]). Программное обеспечение использует значения по умолчанию для всех пустых свойств во время обучения.

Поскольку переменная отклика содержит много классов, задайте разреженный случайный проект кодирования.

rng(1); % For reproducibility
Coding = designecoc(K,'sparserandom');

Обучите модель ECOC с помощью параллельных вычислений. Задайте, чтобы соответствовать апостериорным вероятностям.

pool = parpool;                      % Invokes workers
Starting parallel pool (parpool) using the 'local' profile ...
Connected to the parallel pool (number of workers: 6).
options = statset('UseParallel',true);
Mdl = fitcecoc(X,Y,'Learner',t,'Options',options,'Coding',Coding,...
    'FitPosterior',true);

Mdl ClassificationECOC модель. Можно получить доступ к его свойствам с помощью записи через точку.

Пул вызывает шесть рабочих, несмотря на то, что количество рабочих может варьироваться среди систем.

Оцените апостериорные вероятности и отобразите апостериорную вероятность того, чтобы быть классифицированным как то, чтобы не давать аритмии (класса 1) случайное подмножество обучающих данных.

[~,~,~,posterior] = resubPredict(Mdl);

n = numel(Y);
idx = randsample(n,10,1);
table(idx,Y(idx),posterior(idx,1),...
    'VariableNames',{'ObservationIndex','TrueLabel','PosteriorNoArrythmia'})
ans=10×3 table
    ObservationIndex    TrueLabel    PosteriorNoArrythmia
    ________________    _________    ____________________

           79              1                0.93436      
          248              1                0.95574      
          398              10              0.032378      
          207              1                0.97965      
          340              1                0.93656      
          206              1                0.97795      
          345              10              0.015642      
          296              2                0.13433      
          391              1                 0.9648      
          406              1                0.94861      

Входные параметры

свернуть все

Полный, обученный мультикласс модель ECOC в виде ClassificationECOC модель, обученная с fitcecoc.

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: resubPredict(Mdl,'BinaryLoss','linear','Decoding','lossbased') задает линейную бинарную функцию потерь ученика и основанную на потере схему декодирования агрегации бинарных потерь.

Бинарная функция потерь ученика в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'BinaryLoss' и встроенное имя функции потерь или указатель на функцию.

  • Эта таблица описывает встроенные функции, где yj является меткой класса для конкретного бинарного ученика (в наборе {-1,1,0}), sj является счетом к наблюдению j, и g (yj, sj) является бинарной формулой потерь.

    ЗначениеОписаниеОбласть счетаg (yj, sj)
    'binodeviance'Биномиальное отклонение(–∞,∞)журнал [1 + exp (–2yjsj)] / [2log (2)]
    'exponential'Экспоненциал(–∞,∞)exp (–yjsj)/2
    'hamming'Хэмминг[0,1] или (– ∞, ∞)[1 – знак (yjsj)]/2
    'hinge'Стержень(–∞,∞)макс. (0,1 – yjsj)/2
    'linear'Линейный(–∞,∞)(1 – yjsj)/2
    'logit'Логистический(–∞,∞)журнал [1 + exp (–yjsj)] / [2log (2)]
    'quadratic'Квадратичный[0,1][1 – yj (2sj – 1)] 2/2

    Программное обеспечение нормирует бинарные потери так, чтобы потеря была 0.5 когда yj = 0. Кроме того, программное обеспечение вычисляет среднюю бинарную потерю для каждого класса.

  • Для пользовательской бинарной функции потерь, например, customFunction, задайте его указатель на функцию 'BinaryLoss',@customFunction.

    customFunction имеет эту форму:

    bLoss = customFunction(M,s)
    где:

    • M K-by-L кодирующий матрицу, сохраненную в Mdl.CodingMatrix.

    • s 1 L вектором-строкой из классификационных оценок.

    • bLoss потеря классификации. Этот скаляр агрегировал бинарные потери для каждого ученика в конкретном классе. Например, можно использовать среднюю бинарную потерю, чтобы агрегировать потерю по ученикам для каждого класса.

    • K является количеством классов.

    • L является количеством бинарных учеников.

    Для примера передачи пользовательской бинарной функции потерь смотрите, Предсказывают Демонстрационные Тестом Метки Модели ECOC Используя Пользовательскую Бинарную Функцию потерь.

BinaryLoss по умолчанию значение зависит от областей значений счета, возвращенных бинарными учениками. Эта таблица описывает некоторый BinaryLoss по умолчанию значения на основе данных предположений.

ПредположениеЗначение по умолчанию
Все бинарные ученики являются SVMs или или линейный или модели классификации ядер учеников SVM.'hinge'
Все бинарные ученики являются ансамблями, обученными AdaboostM1 или GentleBoost.'exponential'
Все бинарные ученики являются ансамблями, обученными LogitBoost.'binodeviance'
Все бинарные ученики линейны или модели классификации ядер учеников логистической регрессии. Или, вы задаете, чтобы предсказать апостериорные вероятности класса установкой 'FitPosterior',true \in fitcecoc.'quadratic'

Чтобы проверять значение по умолчанию, используйте запись через точку, чтобы отобразить BinaryLoss свойство обученной модели в командной строке.

Пример: 'BinaryLoss','binodeviance'

Типы данных: char | string | function_handle

Схема Decoding, которая агрегировала бинарные потери в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Decoding' и 'lossweighted' или 'lossbased'. Для получения дополнительной информации смотрите Бинарную Потерю.

Пример: 'Decoding','lossbased'

Количество случайных начальных значений для подбора кривой апостериорным вероятностям минимизацией расхождения Kullback-Leibler в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'NumKLInitializations' и неотрицательный целочисленный скаляр.

Если вы не запрашиваете четвертый выходной аргумент (Posterior) и набор 'PosteriorMethod','kl' (значение по умолчанию), затем программное обеспечение игнорирует значение NumKLInitializations.

Для получения дополнительной информации смотрите, что Следующая Оценка Использует Расхождение Kullback-Leibler.

Пример: 'NumKLInitializations',5

Типы данных: single | double

Опции оценки в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Options' и массив структур, возвращенный statset.

Вызвать параллельные вычисления:

  • Вам нужна лицензия Parallel Computing Toolbox™.

  • Задайте 'Options',statset('UseParallel',true).

Метод оценки апостериорной вероятности в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'PosteriorMethod' и 'kl' или 'qp'.

  • Если PosteriorMethod 'kl', затем программное обеспечение оценивает апостериорные вероятности мультикласса путем минимизации расхождения Kullback-Leibler между предсказанными и ожидаемыми апостериорными вероятностями, возвращенными бинарными учениками. Для получения дополнительной информации смотрите, что Следующая Оценка Использует Расхождение Kullback-Leibler.

  • Если PosteriorMethod 'qp', затем программное обеспечение оценивает апостериорные вероятности мультикласса путем решения задачи наименьших квадратов с помощью квадратичного программирования. Вам нужна лицензия Optimization Toolbox™, чтобы использовать эту опцию. Для получения дополнительной информации смотрите, что Следующая Оценка Использует Квадратичное программирование.

  • Если вы не запрашиваете четвертый выходной аргумент (Posterior), затем программное обеспечение игнорирует значение PosteriorMethod.

Пример: 'PosteriorMethod','qp'

Уровень многословия в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Verbose' и 0 или 1. Verbose управляет количеством диагностических сообщений, что программное обеспечение отображается в Командном окне.

Если Verbose 0, затем программное обеспечение не отображает диагностические сообщения. В противном случае программное обеспечение отображает диагностические сообщения.

Пример: 'Verbose',1

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

свернуть все

Предсказанные метки класса, возвращенные как категориальное или символьный массив, логический или числовой вектор или массив ячеек из символьных векторов.

label имеет совпадающий тип данных как Mdl.ClassNames и имеет одинаковое число строк как Mdl.X.

Программное обеспечение предсказывает классификацию наблюдения путем присвоения наблюдения классу, дающему к самой большой отрицаемой средней бинарной потере (или, эквивалентно, самой маленькой средней бинарной потере).

Отрицаемые средние бинарные потери, возвращенные как числовая матрица. NegLoss n-by-K матрица, где n является количеством наблюдений (size(Mdl.X,1)) и K является количеством уникальных классов (size(Mdl.ClassNames,1)).

Музыка положительного класса к каждому бинарному ученику, возвращенному как числовая матрица. PBScore n-by-L матрица, где n является количеством наблюдений (size(Mdl.X,1)) и L является количеством бинарных учеников (size(Mdl.CodingMatrix,2)).

Следующие вероятности класса, возвращенные как числовая матрица. Posterior n-by-K матрица, где n является количеством наблюдений (size(Mdl.X,1)) и K является количеством уникальных классов (size(Mdl.ClassNames,1)).

Запрашивать Posterior, необходимо установить 'FitPosterior',true когда обучение использование модели ECOC fitcecoc. В противном случае программное обеспечение выдает ошибку.

Больше о

свернуть все

Бинарная потеря

binary loss является функцией класса и классификационной оценки, которая определяет, как хорошо бинарный ученик классифицирует наблюдение в класс.

Предположим следующее:

  • mkj является элементом (k, j) проекта кодирования матричный M (то есть, код, соответствующий классу k бинарного ученика j).

  • sj является счетом бинарного ученика j для наблюдения.

  • g является бинарной функцией потерь.

  • k^ предсказанный класс для наблюдения.

В loss-based decoding [Escalera и al.], класс, производящий минимальную сумму бинарных потерь по бинарным ученикам, определяет предсказанный класс наблюдения, то есть,

k^=argminkj=1L|mkj|g(mkj,sj).

В loss-weighted decoding [Escalera и al.], класс, производящий минимальное среднее значение бинарных потерь по бинарным ученикам, определяет предсказанный класс наблюдения, то есть,

k^=argminkj=1L|mkj|g(mkj,sj)j=1L|mkj|.

Allwein и др. предполагают, что взвешенное потерей декодирование улучшает точность классификации путем хранения значений потерь для всех классов в том же динамическом диапазоне.

Эта таблица суммирует поддерживаемые функции потерь, где yj является меткой класса для конкретного бинарного ученика (в наборе {-1,1,0}), sj является счетом к наблюдению j и g (yj, sj).

ЗначениеОписаниеОбласть счетаg (yj, sj)
'binodeviance'Биномиальное отклонение(–∞,∞)журнал [1 + exp (–2yjsj)] / [2log (2)]
'exponential'Экспоненциал(–∞,∞)exp (–yjsj)/2
'hamming'Хэмминг[0,1] или (– ∞, ∞)[1 – знак (yjsj)]/2
'hinge'Стержень(–∞,∞)макс. (0,1 – yjsj)/2
'linear'Линейный(–∞,∞)(1 – yjsj)/2
'logit'Логистический(–∞,∞)журнал [1 + exp (–yjsj)] / [2log (2)]
'quadratic'Квадратичный[0,1][1 – yj (2sj – 1)] 2/2

Программное обеспечение нормирует бинарные потери, таким образом, что потеря 0.5, когда yj = 0, и агрегировал использование среднего значения бинарных учеников [Allwein и al.].

Не путайте бинарную потерю с полной потерей классификации (заданный 'LossFun' аргумент пары "имя-значение" loss и predict возразите функциям), который измеряется, как хорошо классификатор ECOC выполняет в целом.

Алгоритмы

свернуть все

Программное обеспечение может оценить апостериорные вероятности класса путем минимизации расхождения Kullback-Leibler или при помощи квадратичного программирования. Для следующих описаний следующих алгоритмов оценки примите что:

  • mkj является элементом (k, j) проекта кодирования матричный M.

  • I является функцией индикатора.

  • p^k оценка апостериорной вероятности класса для класса k наблюдения, k = 1..., K.

  • rj является апостериорной вероятностью положительного класса для бинарного ученика j. Таким образом, rj является вероятностью, что бинарный ученик j классифицирует наблюдение в положительный класс, учитывая обучающие данные.

Следующая оценка Используя расхождение Kullback-Leibler

По умолчанию программное обеспечение минимизирует расхождение Kullback-Leibler, чтобы оценить апостериорные вероятности класса. Расхождение Kullback-Leibler между ожидаемыми и наблюдаемыми апостериорными вероятностями положительного класса

Δ(r,r^)=j=1Lwj[rjlogrjr^j+(1rj)log1rj1r^j],

где wj=Sjwi вес для бинарного ученика j.

  • Sj является набором индексов наблюдения, на котором бинарном ученике обучен j.

  • wi вес наблюдения i.

Программное обеспечение минимизирует расхождение итеративно. Первый шаг должен выбрать начальные значения p^k(0);k=1,...,K для апостериорных вероятностей класса.

  • Если вы не задаете 'NumKLIterations', затем программное обеспечение пробует оба набора детерминированных начальных значений, описанных затем, и выбирает набор, который минимизирует Δ.

    • p^k(0)=1/K;k=1,...,K.

    • p^k(0);k=1,...,K решение системы

      M01p^(0)=r,

      где M 01 является M со всем mkj = –1 замененный с 0, и r является вектором из апостериорных вероятностей положительного класса, возвращенных двоичными учениками L [Dietterich и al.]. Использование программного обеспечения lsqnonneg решить систему.

  • Если вы задаете 'NumKLIterations',c, где c натуральное число, затем программное обеспечение делает следующее, чтобы выбрать набор p^k(0);k=1,...,K, и выбирает набор, который минимизирует Δ.

    • Программное обеспечение пробует оба набора детерминированных начальных значений, аналогичных описанному ранее.

    • Программное обеспечение случайным образом генерирует c векторы из длины использование K rand, и затем нормирует каждый вектор, чтобы суммировать к 1.

В итерации t программное обеспечение завершает эти шаги:

  1. Вычислить

    r^j(t)=k=1Kp^k(t)I(mkj=+1)k=1Kp^k(t)I(mkj=+1mkj=1).

  2. Оцените использование апостериорной вероятности следующего класса

    p^k(t+1)=p^k(t)j=1Lwj[rjI(mkj=+1)+(1rj)I(mkj=1)]j=1Lwj[r^j(t)I(mkj=+1)+(1r^j(t))I(mkj=1)].

  3. Нормировать p^k(t+1);k=1,...,K так, чтобы они суммировали к 1.

  4. Проверяйте на сходимость.

Для получения дополнительной информации смотрите [Hastie и al.] и [Zadrozny].

Следующая оценка Используя квадратичное программирование

Оценка апостериорной вероятности с помощью квадратичного программирования требует лицензии Optimization Toolbox. Чтобы оценить апостериорные вероятности для наблюдения с помощью этого метода, программное обеспечение завершает эти шаги:

  1. Оцените апостериорные вероятности положительного класса, rj, для бинарных учеников j = 1..., L.

  2. Используя отношение между rj и p^k [Ву и al.], минимизировать

    j=1L[rjk=1Kp^kI(mkj=1)+(1rj)k=1Kp^kI(mkj=+1)]2

    относительно p^k и ограничения

    0p^k1kp^k=1.

    Программное обеспечение выполняет использование минимизации quadprog (Optimization Toolbox).

Ссылки

[1] Allwein, E., Р. Шапайр и И. Зингер. “Уменьшая мультикласс до двоичного файла: подход объединения для поля classifiers”. Журнал Исследования Машинного обучения. Издание 1, 2000, стр 113–141.

[2] Dietterich, T. и Г. Бакири. “Решая задачи Изучения Мультикласса С помощью Выходных Кодов С коррекцией ошибок”. Журнал Исследования Искусственного интеллекта. Издание 2, 1995, стр 263–286.

[3] Escalera, S., О. Пуджол и П. Радева. “На процессе декодирования в троичных выходных кодах с коррекцией ошибок”. Транзакции IEEE согласно Анализу Шаблона и Искусственному интеллекту. Издание 32, Выпуск 7, 2010, стр 120–134.

[4] Escalera, S., О. Пуджол и П. Радева. “Отделимость троичных кодов для разреженных проектов выходных кодов с коррекцией ошибок”. Шаблон Recogn. Издание 30, Выпуск 3, 2009, стр 285–297.

[5] Hastie, T. и Р. Тибширэни. “Классификация Попарной Связью”. Летопись Статистики. Издание 26, Выпуск 2, 1998, стр 451–471.

[6] Ву, T. F. К. Дж. Лин и Р. Вэн. “Оценки вероятности для Классификации Мультиклассов Попарной Связью”. Журнал Исследования Машинного обучения. Издание 5, 2004, стр 975–1005.

[7] Zadrozny, B. “Уменьшая Мультикласс до Двоичного файла путем Связи Оценок Вероятности”. NIPS 2001: Продолжения Усовершенствований в Нейронных Системах обработки информации 14, 2001, стр 1041–1048.

Расширенные возможности

Введенный в R2014b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте