最小風險貝葉斯決策

2021-07-25 21:40:36 字數 1775 閱讀 5216

在決策中,除了關心決策的正確與否,有時我們更關心錯誤的決策將帶來的損失。比如在判斷細胞是否為癌細胞的決策中,若把正常細胞判定為癌細胞,將會增加患者的負擔和不必要的**,但若把癌細胞判定為正常細胞,將會導致患者失去寶貴的發現和**癌症的機會,甚至會影響患者的生命。這兩種型別的決策錯誤所產生的代價是不同的。

考慮各種錯誤造成損失不同時的一種最優決策,就是所謂的最小風險貝葉斯決策。設對於實際狀態為wj

的向量x 採取決策αi

所帶來的損失為

λ(αi,wj

),i=

1,..

.,k,

j=1,

...,

c

該函式稱為損失函式,通常它可以用**的形式給出,叫做決策表。需要知道,最小風險貝葉斯決策中的決策表是需要人為確定的,決策表不同會導致決策結果的不同,因此在實際應用中,需要認真分析所研究問題的內在特點和分類目的,與應用領域的專家共同設計出適當的決策表,才能保證模式識別發揮有效的作用。

對於乙個實際問題,對於樣本

x ,最小風險貝葉斯決策的計算步驟如下:

(1)利用貝葉斯公式計算後驗概率:

p(wj|x)

=p(x

|wj)

p(wj

)∑ci

=1p(

x|wi

)p(w

i),j

=1,.

..,c

其中要求先驗概率和類條件概率已知。

(2)利用決策表,計算條件風險: r

(αi|

x)=∑

j=1c

λ(αi

|wj)

p(wj

|x),

i=1,

...k

(3)決策:選擇風險最小的決策,即: α

=arg

mini

=1,.

..,k

r(αi

|x)

現在用之前的判別細胞是否為癌細胞為例。狀態1為正常細胞,狀態2為癌細胞,假設:

p(w1)

=0.9,p

(w2)

=0.1p(

x|w1

)=0.2,p(

x|w2

)=0.4λ11=

0,λ12

=6λ21

=1,λ

22=0

計算得後驗概率為: p

(w1|

x)=0.818,p

(w2|

x)=0.182

計算條件風險: r

(α1|

x)=∑

j=12

λ1jp

(wj|

x)=λ

12p(w

2|x)

=1.092

r(α2

|x)=

∑j=1

2λ2j

p(wj

|x)=

λ21p(

w1|x

)=0.818

由於 r(

α1|x

)>r(

α2|x

) ,即判別為1類的風險更大,根據最小風險決策,應將其判別為2類,即癌細胞。

由此可見,因為對兩類錯誤帶來的風險的認識不同,從而產生了與之前不同的決策。顯然,但對不同類判決的錯誤風險一致時,最小風險貝葉斯決策就轉化成最小錯誤率貝葉斯決策。最小錯誤貝葉斯決策可以看成是最小風險貝葉斯決策的乙個特例。

貝葉斯決策論

1 什麼是行為?但是,有時候,後驗概率本身只能說明具有特徵x的樣本屬於 i類的可能性有多少,卻沒能表示如果將樣本分到 i類時的代價有多大。在此,引入行為的概念 分類器的設計初衷很簡單,就是進行 分類 這一動作。假設現在來了乙個具有特徵x的樣本,如果將 把樣本分入 i類 這一行為記為動作ai的話,我們...

貝葉斯決策論

在 前乙個例子 中已經舉例說明了如何用貝葉斯公式計算後驗概率,然後依據後驗概率來做決策。1 什麼是行為?但是,有時候,後驗概率本身只能說明具有特徵x的樣本屬於 i類的可能性有多少,卻沒能表示如果將樣本分到 i類時的代價有多大。在此,引入行為的概念。分類器的設計初衷很簡單,就是進行 分類 這一動作。假...

最小錯誤貝葉斯決策規則

設c個類 omega omega 分別具有類先驗概率 p omega p omega 如果除了已知這些類概率分布以外,其他資訊不得而知,則使分類錯誤率最小的決策規則是,若物件的 p left w right p left w right k 1,c k neq j 則將該物件歸屬於 w 類。這種分類...