001-神经网络基础-K近邻算法

Posted 2021-01-12 mjerry

 

 

K-近邻算法：

如果K = 3，绿色圆点最近的3个邻居：2个红色三角，和1个蓝色矩形，少数从属多数，基于统计的算法，判定绿色圆点为红色三角一类。

如果K = 5，绿色圆点最近的5个邻居：2个红色三角，和3个蓝色矩形，少数从属多数，基于统计的算法，判定绿色圆点为蓝色矩形一类。

 

 对于未知类别属性数据集中的点：

1.计算已知类别数据集中的点与当前点的距离
2.按照距离依次排序
3.选取与当前点距离最小的K个点
4.确定前K个点所在类别的出现概率
5.返回前K个点出现频率最高的类别作为当前点预测分类。

 

概述：
KNN 算法本身简单有效，它是一种lazy-learning 算法。
分类器不需要使用训练集进行训练，训练时间复杂度为0。
KNN 分类的计算复杂度和训练集中的文档数目成正比，也就是说，如果训练集中文档总数为n，那么KNN 的分类时间复杂度为O(n)。

 

K 值的选择，距离度量和分类决策规则是该算法的三个基本要素
问题：该算法在分类时有个主要的不足是，当样本不平衡时，如一个类的样本容量很大，而其他类样本容量很小时，有可能导致当输入一个新样本时，该样本的K 个邻居中大容量类的样本占多数
解决：不同的样本给予不同权重项.

 

数据集样例：CIFAR-10

10类标签
50000个训练数据
10000个测试数据
大小均为32*32

 

 如何计算：

 测试数据（像素点）-训练数据（像素点） =  像素点的差异值→和为456

测试结果：

可见，结果并不准确。

 

超参数：

L1是曼哈顿距离，就是单纯的绝对值

L2是欧几里得距离，

 

 

问题：

1.对于距离如何设定？
2.对于K近邻的K该如何选择？
3.如果有的话，其它的超参数该怎么设定呢？

 

找到最好的参数：

多次用测试数据试验，找到做好的一组参数组合？

这是错误的的想法，因为测试数据只能最终用

解决方法：

交叉验证

第一次用1,2,3,4训练，用5验证

第二次用1,2,3,5训练，用4验证

。。。。。。

K的选取：

 

背景主导：

K近邻算法回将背景考虑进去，所以结果会不准确。

 

不同的变换和原图具有相同的L2距离：

图2，图3，图4，与原始图片的像素差异相同，但是图234，根本不一样。

 

 所以说，K近邻算法无法完成图像分类任务。