K近邻模型原理(一)

k近邻(K-Nearest Neighbor, 简称KNN)算法既可以用于分类问题也可以用回归问题.两者最大的区别在于最终决策时方法的选择,对于分类问题来说,采用多数表决法;而对于回归问题来说,采用选择平均法;
在此只总结分类问题中的k近邻模型.

一. K近邻模型

k近邻算法对于分类问题的大致描述:对于给定的训练数据集,有新的实例输入,在训练数据集中找到与该实例最邻近的k个实例,这个k个实例中大多数属于哪个类别,则把这个新的实例归为这个类别.

通过以上,可以看出当训练数据集确定后,并指定邻近度量(距离度量)方法,k值以及决策规则(上述的规则被称为多数表决)后,对于任何一个新的输入实例,都有唯一确定的类别.因此,k近邻模型由距离度量,k值和决策规则这三个要素组成.

1. 距离度量

在k近邻模型中一般使用的距离是欧式距离,当然也可以是其他距离.
比如闵可夫斯基距离
Lp(x_i,x_j)=\left( \sum_{l=1}^n|x_i^{(l)}-x_j^{(l)}|^p \right)^{\frac{1}{p}}
当式中p=1时,称为曼哈顿距离;p=2时称为欧式距离;当p=∞时称为切比雪夫距离,切比雪夫距离定义为各坐标数值差的最大值,其公式为:
L_∞(x_i,x_j)=max|x_i^{(l)}-x_i^{(l)}|
当然,选择不同的距离度量确定的邻近点也是不同的.

2. k值的选择

如果k值的选择过小,比如极端值k=1(这时算法称为最近邻算法), 结果将会归为最近邻的那一个点所属的类别,但是当这个最近邻点为噪声,那么预测将会出错.也就是说k值的减少会增大模型的复杂程度,容易发生过拟合.

如果k值的选择过大,比如极端值k=N(N为样本容量), 那么无论输入什么实例,预测的结果均为训练集中最多的类,这时模型又过于简单.

在实际应用中,通常会采用交叉验证的方法选择最优的k值.

3. 决策规则

对于分类问题的k近邻模型来说,常用的决策规则是多数表决,即由输入实例的k个邻近的训练实例中的多数类别来决定输入实例的类别.
多数表决规则等价于误分类率最小化(即经验风险最小化).

参考:
李航博士著<统计学习方法>

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,219评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,363评论 1 293
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,933评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,020评论 0 206
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,400评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,640评论 1 219
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,896评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,597评论 0 199
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,327评论 1 244
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,581评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,072评论 1 261
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,399评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,054评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,083评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,849评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,672评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,585评论 2 270

推荐阅读更多精彩内容