模式识别与机器学习——4.2特征选择

Posted 2021-01-13 chihaoyuisnothere

　　设有n个可用作分类的测量值，为了在不降低（或尽量不降低）分类精度的前提下，减小特征空间的维数以减少计算量，需从中直接选出m个作为分类的特征。 问题：在n个测量值中选出哪一些作为分类特征，使其具有最小的分类错误？

　　从n个测量值中选出m个特征，一共有 中可能的选法。 一种“穷举”办法：对每种选法都用训练样本试分类一下，测出其正确分类率，然后做出性能最好的选择，此时需要试探的特征子集的种类达到 种，非常耗时。 需寻找一种简便的可分性准则，间接判断每一种子集的优劣。 对于独立特征的选择准则 一般特征的散布矩阵准则

　　对于独立特征的选择准则 类别可分性准则应具有这样的特点，即不同类别模式特征的均值向量之间的距离应最大，而属于同一类的模式特征，其方差之和应最小。 假设各原始特征测量值是统计独立的，此时，只需对训练样本的n个测量值独立地进行分析，从中选出m个最好的作为分类特征即可。

讨论：

　　上述基于距离测度的可分性准则，其适用范围与模式特征的分布有关。 三种不同模式分布的情况 (a) 中特征xk的分布有很好的可分性，通过它足以分离?i和?j两种类别； (b) 中的特征分布有很大的重叠，单靠xk达不到较好的分类，需要增加其它特征； (c) 中的?i类特征xk的分布有两个最大值，虽然它与?j的分布没有重叠，但计算Gk约等于0，此时再利用Gk作为可分性准则已不合适。 因此，假若类概率密度函数不是或不近似正态分布，均值和方差就不足以用来估计类别的可分性，此时该准则函数不完全适用。

　　类内、类间的散布矩阵Sw和Sb 类间离散度越大且类内离散度越小，可分性越好。 散布矩阵准则J1和J2形式 使J1或J2最大的子集可作为所选择的分类特征。 注：这里计算的散布矩阵不受模式分布形式的限制，但需要有足够数量的模式样本才能获得有效的结果