第二章 基於距離的分類器


預習筆記

MED分類器

  • 基於歐式距離的分類器,歐式距離 \(d(x1,x2)=(x2-x1)^{T}*(x2-x1)\)
  • 判別方法: \((x-μ_{1})^{T}(x-μ_{1})<(x-μ_{2})^{T}(x-μ_{2})? C1類 : C2類\)
  • 受特征的量綱、分布不同的影響,易導致分類錯誤,一般不直接用歐式距離進行分類

MICD分類器

  • 基於馬氏距離的分類器,馬氏距離 \(d(x1,x2)=(x2-x1)^{T}Σ_{x}^{-1}(x2-x1)\)
  • 判別方法:\((x-μ_{1})^{T}Σ_{x}^{-1}(x-μ_{1})<(x-μ_{2})^{T}Σ_{x}^{-1}(x-μ_{2})?C1類:C2類\)
  • 針對歐式距離出現的問題,對特征進行解耦與白化,轉化后的點間距離為馬氏距離
  • 消除了特征間的相關性並使特征具有相同方差,從而使其不受量綱和分布的影響,提高分類准確度
  • 但在距離相等時,傾向於歸於方差較大的類

復習筆記

MED分類器

類的原型

用來代表這個類的一個模式或者一組量,便於計算該類和測試樣本之間的距離。

均值

最近鄰

幾種常見的距離度量

MED分類器

  • 概念:最小歐式距離分類器(Minimum Euclidean Distance Classifier)
  • 距離衡量:歐式距離
  • 類的原型:均值
  • 決策邊界: $ (x-μ_{1})^{T} (x-μ_{1}) - (x-μ_{2})^{T} (x-μ_{2}) = 0 $
  • 判別公式: \((x-μ_{1})^{T}(x-μ_{1})<(x-μ_{2})^{T}(x-μ_{2})? C1類 : C2類\)
  • 缺陷:易受特征量綱和分布的影響

特征白化

令W=W1W2,目標使 $ W Σ_{x} W^{T} = I $

解耦

通過W1實現協方差矩陣對角化,去除特征之間的相關性。

白化

通過W2對上一步變換后的特征再進行尺度變換,實現所有特征具有相同方差。

馬氏距離

MICD分類器

  • 最小類內距離分類器(Minimum Intra-class DistanceClassifier),基於馬氏距離的分類器。
  • 距離度量:馬氏距離
  • 類的原型:均值
  • 決策邊界:\((x-μ_{1})^{T}Σ_{x}^{-1}(x-μ_{1})-(x-μ_{2})^{T}Σ_{x}^{-1}(x-μ_{2})=0\)
  • 判別公式:\((x-μ_{1})^{T}Σ_{x}^{-1}(x-μ_{1})<(x-μ_{2})^{T}Σ_{x}^{-1}(x-μ_{2})?C1類:C2類\)
  • 缺陷:均值相同時,會選擇方差較大的類


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