什么是贝叶斯信念网络?


朴素贝叶斯分类器假设类条件独立性,即给定元组的类别标签,属性的值被认为是条件独立的。这简化了计算。

当假设成立时,朴素贝叶斯分类器比多个分类器效率更高。贝叶斯信念网络定义联合条件概率分布。

它们能够表示变量子集之间的类条件独立性。它们支持因果关系的图形结构,可以在其上实现学习。训练好的贝叶斯信念网络用于分类。贝叶斯信念网络也称为信念网络、贝叶斯网络和概率网络。

信念网络由两个组成部分表示:一个有向无环图和一组条件概率表。有向无环图中的每个节点定义一个随机变量。变量可以是离散值或连续值。

它们可以对应于信息中给定的某些属性,也可以对应于被认为形成关系的“隐藏变量”(例如,在医疗记录的情况下,隐藏变量可以表示一个综合征,描述一些症状,这些症状共同识别出一种明确的疾病)。

每条弧定义一个概率依赖关系。如果从节点Y到节点Z画一条弧,则Y是Z的父节点或瞬时前驱,Z是Y的后代。给定其父节点,每个变量与其非后代条件独立。

信念网络为每个变量有一个条件概率表(CPT)。变量Y的CPT定义条件分布P(Y|Parents(Y)),其中Parents(Y)是Y的父节点。

网络中的一个节点可以选择作为“输出”节点,定义一个类别标签属性。可以有多个输出节点。有几种推理和学习算法可用于网络。分类过程不是返回单个类别标签,而是返回一个概率分布,该分布提供每个类别的概率。

信念网络可以用来模拟几个众所周知的问题。一个例子是遗传连锁分析,例如基因在染色体上的定位。通过将基因连锁问题转换为贝叶斯网络上的推理方法,并利用最先进的算法,分析的可扩展性得到了显著提高。

许多应用受益于信念网络的需求,例如计算机视觉、图像恢复和立体视觉、文件和文本分析、决策支持系统和敏感性分析。许多应用可以简化为贝叶斯网络推理的内容是有益的,因为它减少了为每个应用生成专用算法的需求。

更新于:2022年2月18日

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