KNN算法

Posted 2022-12-14 大数据最好

k近邻法（k-Nearest eighbor，K-NN）是一种基本分类和回归方法。K近邻法的输入为实例的特征向量，对应的特征空间的点：输出为实例的类别，可以取多类。      k值的选择，距离度量，和分类决策规则是k近邻法的三个基本要素。

K近邻算法

给定一个训练数据集，对新的输入实例，在训练数据集中找到跟它最近的k个实例，根据这k个实例的类判断它自己的类（一般采用多数表决的方法）。

k近邻模型

模型

当3要素确定的时候，对任何实例（训练或输入），它所属的类都是确定的，相当于将特征空间分为一些子空间。

距离度量

对n维实数向量空间Rn，经常用Lp距离或曼哈顿Minkowski距离。

Lp距离定义如下：

当p=2时，称为欧氏距离：

当p=1时，称为曼哈顿距离：

当p=∞，它是各个坐标距离的最大值，即：

用图表示如下：

k值的选择

k较小，整体模型变得复杂，容易被噪声影响，发生过拟合。

k较大，较远的训练实例也会对预测起作用，容易发生错误。

在应用中，k一般取一个比较小的数值，通常采用交叉验证法来选取最优的k值。

分类决策规则

使用0-1损失函数衡量，那么误分类率是：

Nk是近邻集合，要使左边最小，右边的必须最大，所以多数表决=经验最小化。