Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σχετικά έγγραφα
Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ. ΕΝΟΤΗΤΑ: Γραμμικές Συναρτήσεις Διάκρισης. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Βλάμος Π. Αυλωνίτης Μ. ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Αναγνώριση Προτύπων (Pattern Recognition) Μπεϋζιανή Θεωρία Αποφάσεων (Bayesian Decision Theory) Π. Τσακαλίδης

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Πανεπιστήµιο Κύπρου Πολυτεχνική Σχολή

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Αναγνώριση Προτύπων. Baysian Θεωρία Αποφάσεων ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

ΘΕΩΡΙΑ ΑΠΟΦΑΣΕΩΝ 3 ο ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

4. Μέθοδοι αναγνώρισης ταξινοµητές µε επόπτη

Κεφάλαιο 2: Θεωρία Απόφασης του Bayes 2.1 Εισαγωγή

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Πανεπιστήμιο Κύπρου Πολυτεχνική Σχολή

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Θεωρία Λήψης Αποφάσεων

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Ακαδημαϊκό Έτος , Χειμερινό Εξάμηνο Διδάσκων Καθ.: Νίκος Τσαπατσούλης

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Θεωρία Λήψης Αποφάσεων

Αναγνώριση Προτύπων Ι

3. O ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΤΟΥ PERCEPTRON

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Μηχανολογικό Σχέδιο με τη Βοήθεια Υπολογιστή. Αφφινικοί Μετασχηματισμοί Αναπαράσταση Γεωμετρικών Μορφών

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΚΡΗΤΙΚΟΥ ΚΑΤΕΡΙΝΑ NΙΚΑΚΗ ΚΑΤΕΡΙΝΑ NΙΚΟΛΑΪΔΟΥ ΧΡΥΣΑ

Θωμάς Ραϊκόφτσαλης 01

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας. Version 2

Σχόλιο. Κατασκευή των τροχιών της δισδιάστατης γραμμικής δυναμικής.

4.3. Γραµµικοί ταξινοµητές

ΟΔΗΓΙΕΣ ΑΥΤΟΔΙΟΡΘΩΣΗΣ +ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Ταξινόμηση. Τηλεπισκόπηση Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ. Τηλεπισκόπηση. Τηλεπισκόπηση. Τηλεπισκόπηση 24/6/2013. Ταξινομητέ ς. Επιβλεπόμενοι Μη επιβλεπόμενοι

Ασκήσεις μελέτης της 16 ης διάλεξης

Μέθοδος Ελαχίστων Τετραγώνων (για την προσαρμογή (ή λείανση) δεδομένων/μετρήσεων)

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΙΟΥΛΙΟΥ Β. α. ΛΑΘΟΣ, β. ΣΩΣΤΟ, γ. ΣΩΣΤΟ, δ. ΛΑΘΟΣ, ε. ΣΩΣΤΟ, στ. ΣΩΣΤΟ. α = 1 δ. im( f (x) x ) = im - 2βx x = - 4β 8 = 4α - 32β =

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2005

Γραµµικοί Ταξινοµητές

Αναγνώριση Προτύπων Ι

1,y 1) είναι η C : xx yy 0.

x. Αν ισχύει ( ) ( )

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΜΑΪΟΥ - ΙΟΥΝΙΟΥ ΤΑΞΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Θεωρία Αποφάσεων ο. 4 Φροντιστήριο. Λύσεις των Ασκήσεων

Y Y ... y nx1. nx1

4 η ΕΚΑ Α ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 31.

2 Θεωρία αποφάσεων Bayes..2

Εισαγωγικές έννοιες. Κατηγορίες προβλημάτων (σε μια διάσταση) Προβλήματα εύρεσης μεγίστου. Συμβολισμοί

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

Η ΜΕΤΡΙΚΗ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ. (στην περίπτωση, που γνωρίζουμε το πεδίον ορισμού του δείκτου, θα

Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Τρίτη 27 Δεκεμβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΝΕΥΡΩΝΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ» ΔΕ. 11 ΙΟΥΝΙΟΥ 2012

Ψηφιακές Τηλεπικοινωνίες. Βέλτιστος Δέκτης

{(x, y) R 2 : f (x, y) = 0}

Μοντελοποίηση προβληµάτων

HMY 799 1: Αναγνώριση Συστημάτων

ΑΣΚΗΣΕΙΣ. 1. Στο ομοπαραλληλικό επίπεδο δίνεται το σύστημα συντεταγμένων S { A, A, A }.

Τίτλος Μαθήματος: Διαφορική Γεωμετρία

Απαντήσεις. Θέμα 1 ο. Α. α) v1. Άρα v1

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. x x x 4

3 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

HY213. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΤΕΤΡΑΓΩΝΑ AΝΑΛΥΣΗ ΙΔΙΑΖΟΥΣΩΝ ΤΙΜΩΝ

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ & ΔΙΚΤΥΑΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

F(x h) F(x) (f(x h) g(x h)) (f(x) g(x)) F(x h) F(x) f(x h) f(x) g(x h) g(x) h h h. lim lim lim f (x) g (x). h h h

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ. 5 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΥ ΒΑΘΜΟΥ 15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΙΣΟΣΤΑΘΜΙΚΕΣ ΟΡΙΑ ΣΥΝΕΧΕΙΑ 35

14 η εβδομάδα (27/01/2017) Έγιναν οι ασκήσεις 39, 41 και 42. Έγινε επανάληψη και λύθηκαν ερωτήματα και απορίες.

(f (x) g(x)) = f (x) g(x)+f (x) g (x) (μονάδες 2)

, ορίζουμε deta = ad bc. Πρόταση Ένας πίνακας Α είναι αντιστρέψιμος τότε και μόνο αν deta 0.

Αναγνώριση Προτύπων. Μη παραμετρικές τεχνικές Αριθμητικά. (Non Parametric Techniques)

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ του Παν. Λ. Θεοδωρόπουλου 0

ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΚΑΙ ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ Φεβρουάριος 2005 Σύνολο μονάδων: 91

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Κυριακή 30 Οκτωβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΓΕΝΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ. f ( x) 0 0 2x 0 x 0

ΑΝΩΤΑΤΟ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΥ

Ασκήσεις. και. για κάποιο k n. ( ) BdΚ και επί πλέον το BdΚ είναι ακραίο. [Υπόδειξη Πρβλ. την άσκηση 11 της παραγράφου 3.1 για το (α)].

n xt ( ) ( x( t),..., x( t)) U n, , i 1,..., n. Έτσι, η εξέλιξη του συστήματος των χημικών ουσιών διέπεται από το σύστημα των διαφορικών εξισώσεων:

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΓΙΟΥ ΒΑΣΙΛΕΙΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ

Τάξη B. Μάθημα: Η Θεωρία σε Ερωτήσεις. Επαναληπτικά Θέματα. Επαναληπτικά Διαγωνίσματα. Επιμέλεια: Κώστας Κουτσοβασίλης. α Ε

ΜΑΘΗΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ

Ασκήσεις. Κεφάλαιο 6. a = a 0 + x 1 b 1 + x 2 b 2 + x 3 b 3, όπου b i = a i a 0, i = 1, 2, 3, P 2 = {(x, y, z) R 3 : x 2y + 3z = 2}.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΤΗΣ Γ ΓΕΝΙΚΗΣ ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ

AΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. z z 0 που είναι τριώνυμο με διακρίνουσα. 2 Re z 4Im z R. x 2 y x y 2

Περιεχόμενα. Πρόλογος... 13

II.6 ΙΣΟΣΤΑΘΜΙΚΕΣ. 1. Γραφήματα-Επιφάνειες: z= 2. Γραμμική προσέγγιση-εφαπτόμενο επίπεδο. 3. Ισοσταθμικές: f(x, y) = c

ΑΣΚΗΣΗ-1: ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΠΕΔΙΑ

Transcript:

Σέργιος Θεοδωρίδης Κωνσταντίνος Κουτρούμπας Version

Εκφράζοντας τον ταξινομητή Bayes (a) Με χρήση συναρτήσεων διάκρισης (discriminant functions) - Έστω g q (x)=f(p(ω q )p(x ω q )), q=,,m, όπου f γνησίως αύξουσα συνάρτηση. - Ταξινόμησε δεδομένο x στην κλάση ω για την οποία g (x) = max q=,,m g q (x). (b) Με χρήση επιφανειών απόφασης (decision surfaces) - Ταξινόμησε δεδομένο x στην κλάση ω για την οποία xr, όπου R ={x R l : g (x) = max q=,,m g q (x) } = {x R l : P(ω x) = max q=,,m P(ω q x) } = {x R l : P(ω )p(x ω ) = max q=,,m P(ω q )p(x ω q ) } ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι R s μπορούν να ταυτοποιηθούν μέσω των συνόρων τους με τις γειτονικές τους περιοχές. Σύνορο κλάσεων ω, ω q που αντιστοιχούν σε γειτ. περιοχές.: g q (x) g (x)- g q (x)=0 Περιοχές απόφασης: R ={x R l : g q (x)>0}, R q ={x R l : g q (x) <0} Σημαντική παρατήρηση: Στην πράξη η εύρεση της μίας έκφρασης από την άλλη είναι μια καθόλου προφανής διαδικασία. Αυτός είναι ένας βασικός λόγος για τον οποίο έχουν αναπτυχθεί ταξινομητές χρησιμοποιώντας ανεξάρτητα τις παραπάνω εκφράσεις.

Επίσης g (x)=0 g (x)- g (x)=0 είναι ισοδύναμη με ) ( ln ) ( ln P c x x x P c x x x Εξίσωση συνόρου συνεχόμενων κλάσεων (i) Σ i Σ : Σ αυτή την περίπτωση η g (x)=0 αναπαριστά μια καμπύλη δευτέρου βαθμού (π.χ. υπερ-έλλειψη, υπερ-παραβολή) (τετραγωνικός ταξινομητής - quadratic discriminant analysis) (ii) Σ i =Σ : Σ αυτή την περίπτωση η g (x)=0 αναπαριστά μια καμπύλη πρώτου βαθμού (υπερεπίπεδο) (γραμμικός ταξινομητής - linear discriminant analysis) Ο ταξινομητής Bayes: Η περίπτωση των κανονικών κατανομών

4

5

6

Παράδειγμα: gi ( x) ( x x ) ( ix ix) ( i i ) ln P ( i ) Ci Δηλαδή, η g i (x) είναι τετραγωνική. Σημειώστε ότι οι επιφάνειες gi( x) g ( x) 0 ΔΕΝ είναι, απαραίτητα, τετραγωνικής μορφής (ελλείψεις, παραβολές,υπερβολές, ζεύγη ευθειών). Για παράδειγμα: i 0 0 7

Ο ταξινομητής Bayes: Η περίπτωση των κανονικών κατανομών (ii)-a Σ i =Σ και P(ω )=P(ω ): Αγνοώντας τις κοινές ποσότητες που εμφανίζονται σε όλες τις g (x)s, η g (x) γίνεται Θυμίζουμε ότι d M g ( x) ( x ) ( x ) ( x ) ( x ) ( x, ) είναι η γνωστή Mahalanobis απόσταση. Σ αυτή την περίπτωση, ο ταξινομητής Bayes μπορεί να γραφτεί ισοδύναμα ως Καταχώρησε το x στην ω i με: d M (x,μ ) = min q=, M d M (x,μ q ) Ταξινομητής ελάχιστης Mahalanobis απόστασης

Ο ταξινομητής Bayes: Η περίπτωση των κανονικών κατανομών (ii)-b Σ i =Σ =σ Ι και P(ω )=P(ω ): Αγνοώντας τις κοινές ποσότητες που εμφανίζονται σε όλες τις g (x)s, η g (x) γίνεται g ( x) ( x ) ( x ) x όπου x-μ είναι η γνωστή Ευκλείδεια απόσταση. Σ αυτή την περίπτωση, ο ταξινομητής Bayes μπορεί να διατυπωθεί ισοδύναμα ως εξής Κατχώρησε το x στην ω i με: x - μ = min q=, M x - μ q Ταξινομητής ελάχιστης Ευκλείδειας απόστασης

(ii)-a-b Ο ταξινομητής Bayes: Η περίπτωση των κανονικών κατανομών Παρατήρηση: Για προβλήματα ταξινόμησης δύο κλάσεων: - ο ταξινομητής ελαχ. Ευκλείδειας απόστασης οριοθετεί τις περιοχές απόφασης των δύο κλάσεων με τη μεσοκάθετο του τμήματος που ενώνει τα μέσα διανύσματα των κλάσεων. - ο ταξινομητής ελαχ. Mahalanobis απόστασης οριοθετεί τις περιοχές απόφασης των δύο κλάσεων με ευθεία που διέρχεται από το μέσο του τμήματος που ενώνει τα μέσα διανύσματα των κλάσεων, αλλά δεν είναι κάθετη σ αυτό. Ταξ. ελ. Mahal. απόστ Ταξ. ελ. Ευκλ. απόστ

Παράδειγμα: Δοθέντων των, : P( ) P( ) και p( x ) N(, Σ), 0 3. 0.3 p( x ) N(, Σ),,, 0 3 0.3.9.0 κατηγοριοποίησε το διάνυσμα x με χρήση Bayesian ταξινομητή:. -> Είναι: αξινομητής Bayes Ταξινομητής ελαχ. Mahalanobis απόστασης Σ - 0.95 0.5 0.5 0.55 Υπόλ. Mahalanobis απόστ. d από, : d.0,. Σ m,.0.0.95, d.0, 0.8 3.67. 0.8 m, Καταχώρησε x -> ω. m

Παράδειγμα: Δοθέντων των, : P( ) P( ) και p( x ) N(, Σ), 0 3. 0.3 p( x ) N(, Σ),,, 0 3 0.3.9.0 κατηγοριοποίησε το διάνυσμα x με χρήση Bayesian ταξινομητή:. -> Είναι: αξινομητής Bayes Ταξινομητής ελαχ. Ευκλείδειας απόστασης Υπολ. Ευκλείδειας απόστ. του x από τα μ, μ : Καταχώρησε x -> ω. Παρατήρηση: Οι δύο ταξινομητές καταχωρούν το ΙΔΙΟ διάνυσμα σε διαφορετικές κλάσεις. Αυτό οφείλεται στον διαφορετικό τρόπο μοντελοποίησης των κλάσεων σε κάθε περίπτωση.

Ο ταξινομητής Bayes: Η περίπτωση των κανονικών κατανομών Ερώτηση: Κάτω από ποιες συνθήκες ο ταξινομητής ελάχιστης Ευκλείδειας απόστασης είναι βέλτιστος ως προς το κριτήριο της πιθανότητας λάθους; Απάντηση: Όταν οι κατηγορίες (a) είναι ισοπίθανες, (b) Μοντελοποιούνται από κανονικές κατανομές με πίνακες συνδιασποράς της μορφής σ I. Ερώτηση: Κάτω από ποιες συνθήκες ένας γραμμικός ταξινομητής μπορεί να είναι βέλτιστος ως προς το κριτήριο της πιθανότητας λάθους; Απάντηση: Όταν οι κατηγορίες μοντελοποιούνται από κανονικές κατανομές με κοινό μητρώο συνδιασποράς. Ερώτηση: Κάτω από ποιες συνθήκες ένας τετραγωνικός ταξινομητής μπορεί να είναι βέλτιστος ως προς το κριτήριο της πιθανότητας λάθους; Απάντηση: Όταν οι κατηγορίες μοντελοποιούνται από κανονικές κατανομές με διαφορετικές κατανομές συνδιασποράς.