生成式模型和判别式模型区别

目录

1.概念

2.定义​

3.举例​

[(1)例子 A​](#(1)例子 A)

[(2)例子 B​](#(2)例子 B)

4.特点

5.优缺点

6.代表算法


1.概念

首先我们需要明确,两种不同的模型都用于监督学习任务中。监督学习的任务就是从数据中学习一个模型,并用基于这个模型对给定的输入预测相应的输出。这种模型的一般形式为决策函数或者条件概率分布

我们先用一张图来初步感受一下,等看完文章后再回来看一遍会更直观:

2.定义​

生成式模型 先对数据的联合分布进行建模,然后再通过贝叶斯公式计算样本属于各类别的后验概率

判别式模型 直接进行条件概率建模,由数据直接学习决策函数 或条件概率分布作为预测的模型。判别方法不关心背后的数据分布,关心的是对于给定的输入,应该预测什么样的输出。

用一句话总结就是生成模型估计的是联合概率分布判别式模型估计的是条件概率分布

3.举例​

可能经过上面的表述仍然不能够直观的理解两个模型的差异,我这里举两个例子:

(1)例子 A​

两种模型来如何确定一只羊是山羊还是绵羊?

生成式模型 :首先根据山羊的数据和绵羊的数据分别学习出山羊的特征 和绵羊的特征 ,然后从待识别的羊中提取特征 x,将这些特征分别放到山羊模型和绵羊模型中并得到条件概率 ,如果 > ,那么我就认为这只羊属于山羊,否则为绵羊。

判别式模型 :直接从山羊和绵羊的数据中提取特征 x 并学习得到模型,然后从待识别的羊中提取特征 x,然后带入到模型中以判断这只羊是绵羊和山羊概率(比如 LR 中,结果大于 0.5 为正例,小于 0.5 为反例)。

我们可以看到,生成式模型强调数据本身特点,判别式模型强调数据边界。在分类的过程中,生成式模型对每个结果都要亲自试一试,遍历完一遍后取概率最大的结果;而判别式模型直接通过模型得到结果。

(2)例子 B​

维基百科中有这样的一个例子:

对于给定数据集

生成式模型

y=0 y=1
x=1 1/6 2/6
x=2 2/6 1/6

如果现在有一个x=2 ,那我们可以得到:

所以我们把 x=2 判别为类别 0。

判别式模型

y=0 y=1
x=1 1/3 2/3
x=2 2/3 1/3

对于给定的 x=2,我们直接可以得到 的值。

4.特点

生成式模型 的特点在于,其可以从统计的角度表示数据的分布情况,能反映同类数据本身的相似度,不关心各类的边界在哪;

判别式模型 直接学习的是条件概率分布,所以其不能反映训练数据本身的特性,其目的在于寻找不同类别之间的最优分界面,反映异类数据之间的差异。

由生成模型可以得到判别模型,但由判别模型得不到生成模型。

当存在隐变量(当我们找不到引起某一现象的原因的时候,我们就把这个在起作用但是无法确定的因素,叫"隐变量") 时,仍可以利用生成方法学习,此时判别方法不能用。因为生成式模型同时对 x 和 y 建立概率模型,所以如果 x 中有出现没有观察到的量或者只有部分 y 的时候,就可以很自然地使用 EM 算法 来进行处理。极端情况下,在完全没有 y 信息的情况下,GM 仍然是可以工作的------无监督学习可以看成是 GM 的一种。

5.优缺点

生成式模型

优点​

由于统计了数据的分布情况,所以其实际带的信息要比判别模型丰富,对于研究单类问题来说也比判别模型灵活性强;

模型可以通过增量学习得到(增量学习是指一个学习系统能不断地从新样本中学习新的知识,并能保存大部分以前已经学习到的知识。);

收敛速度更快,当样本容量增加的时,生成模型可以更快的收敛于真实模型;

隐变量存在时,也可以使用。
缺点​

学习和计算过程比较复杂,由于学习了更多的样本信息,所以计算量大,如果我们只是做分类,就浪费了这部分的计算量;

准确率较差;

往往需要对特征进行假设,比如朴素贝叶斯中需要假设特征间独立同分布,所以如果所选特征不满足这个条件,将极大影响生成式模型的性能。

判别式模型

优点​

由于关注的是数据的边界,所以能清晰的分辨出多类或某一类与其他类之间的差异,所以准确率相对较高;

计算量较小,需要的样本数量也较小;
缺点​

不能反映训练数据本身的特性;

收敛速度较慢。

6.代表算法

生成式模型:朴素贝叶斯、贝叶斯网络、隐马尔可夫模型、隐马尔可夫模型;

判别式模型:k 近邻法、决策树、逻辑斯谛回归模型、最大熵模型、支持向量机、条件随机场。

参考​

​ ​https://www.zhihu.com/question/20446337​​

生成式模型 vs 判别式模型

http://freemind.pluskid.org/machine-learning/discriminative-modeling-vs-generative-modeling/​

相关推荐
东胜物联7 分钟前
探寻5G工业网关市场,5G工业网关品牌解析
人工智能·嵌入式硬件·5g
cuisidong19978 分钟前
5G学习笔记三之物理层、数据链路层、RRC层协议
笔记·学习·5g
小刘|13 分钟前
《Java 实现希尔排序:原理剖析与代码详解》
java·算法·排序算法
南宫理的日知录16 分钟前
99、Python并发编程:多线程的问题、临界资源以及同步机制
开发语言·python·学习·编程学习
皓74117 分钟前
服饰电商行业知识管理的创新实践与知识中台的重要性
大数据·人工智能·科技·数据分析·零售
jjyangyou18 分钟前
物联网核心安全系列——物联网安全需求
物联网·算法·安全·嵌入式·产品经理·硬件·产品设计
wangyue434 分钟前
c# 深度模型入门
深度学习
van叶~35 分钟前
算法妙妙屋-------1.递归的深邃回响:二叉树的奇妙剪枝
c++·算法
简简单单做算法36 分钟前
基于Retinex算法的图像去雾matlab仿真
算法·matlab·图像去雾·retinex
川石课堂软件测试1 小时前
性能测试|docker容器下搭建JMeter+Grafana+Influxdb监控可视化平台
运维·javascript·深度学习·jmeter·docker·容器·grafana