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Python 离群点检测算法 -- GMM

GMM 是由杜达和哈特在 1973 年的论文中提出的无监督学习算法。如今,GMM 已被广泛应用于异常检测、信号处理、语言识别以及音频片段分类等领域。...在接下来的章节中,我会首先解释 GMM 及其与 K-均值法的关系,并介绍 GMM 如何定义异常值。然后,我会演示如何使用 GMM 进行建模。 什么是高斯混合模型(GMM)?...而 GMM 方法则假设具有不同均值和标准差的固定数量的高斯分布。 我会将图 (1) 和 (2) 纵向对齐,以比较 GMM 和 K-means。...相比之下,GMM 能更直观地描述潜在的数据模式,例如对于明天天气的预测,我们会更谨慎地表达预测结果。 从高斯到 GMM GMM的另一个原因是实例的分布是多模态的,即数据分布中存在不止一个"峰值"。...from pyod.models.gmm import GMM gmm = GMM(n_components=4, contamination=0.05) gmm.fit(X_train) # Training

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混合高斯模型(GMM

【摘要】 1 GMM基础高斯混合模型(GMM)指的是多个高斯分布函数的线性组合,理论上GMM可以拟合出任意类型的分布,通常用于解决同一集合下的数据包含多个不同的分布的情况。...为什么GMM可以拟合出任意类型的分布?不仅GMM可以,只要性质不太奇怪的混合模型一般都能近似任意分布。这个思想和泰勒展开、傅里叶变换是类似的,任何波形都可以用正弦波叠加表示,而且频率还是基频的整数倍。...利用高斯混合模型进行聚类,本质上... 1 GMM基础 高斯混合模型(GMM)指的是多个高斯分布函数的线性组合,理论上GMM可以拟合出任意类型的分布,通常用于解决同一集合下的数据包含多个不同的分布的情况...为什么GMM可以拟合出任意类型的分布? 不仅GMM可以,只要性质不太奇怪的混合模型一般都能近似任意分布。...2 GMM的隐变量 隐变量是一个辅助变量,GMM的隐变量表示的是样本x属于哪一个高斯分布。 隐变量是一个向量,并且这个向量中只有一个元素取值为1,其它的都是0。

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机器学习(17)——GMM算法算法流程

算法流程如下: GMM(Gaussian Mixture Model, 高斯混合模型)是指该算法油多个高斯模型线 性叠加混合而成。每个高斯模型称之为component。...GMM算法描述的是数据的 本身存在的一种分布。 GMM算法常用于聚类应用中,component的个数就可以认为是类别的数量。...5.理模型的相关参数的输出 ## 模型相关参数输出 print ('均值 = \n', gmm.means_) print ('方差 = \n', gmm.covariances_) 输出结果如下: ?...6.模型评估 ## 获取推测值及计算准确率 # 获取预测值 y_hat = gmm.predict(x) y_test_hat = gmm.predict(x_test) # 查看一下类别是否需要更改一下...change = (gmm.means_[0][0] > gmm.means_[1][0]) if change: z = y_hat == 0 y_hat[z] = 1 y_hat

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高斯混合模型 GMM 的详细解释

高斯混合模型 (GMM) 算法的工作原理 正如前面提到的,可以将 GMM 称为 概率的KMeans,这是因为 KMeans 和 GMM 的起点和训练过程是相同的。...以上是GMM 算法的非数学的通俗化的解释。 GMM 数学原理 有了上面的通俗解释,我们开始进入正题,上面的解释可以看到GMM 的核心在于上一节中描述的期望最大化 (EM) 算法。...让我们将上面的过程整理成一个简单的流程图,这样可以更好的理解: 数学原理完了,下面该开始使用 Python 从头开始实现 GMM了。...使用 Python 从头开始实现 GMM 理解了数学原理,GMM的代码也不复杂,基本上上面的每一个公式使用1-2行就可以完成。...这里只是为了解释GMM的概念进行的Python实现,在实际用例中请不要直接使用,请使用scikit-learn提供的GMM,因为它比我们这个手写的要快多了,具体的对象名是 sklearn.mixture.GaussianMixture

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小孩都看得懂的 GMM

上面逻辑弄懂,接下来就来介绍“聚类”的模型,混合高斯模型 (Gaussian Mixture Model, GMM)。 首先可视化一下高斯分布。...现在可以开始讲解 GMM 的算法了。 4 GMM 第一步:给点上色 核心:给定分布,给点上色。 以下图中五点举例,最边上的两点分别是黄色和篮色,因为它们几乎属于黄圈和篮圈。...6 GMM 第二步:拟合高斯分布 核心:给定颜色,拟合高斯。...8 GMM 的两步弄清后,让我们完整来看如何用 GMM 来给数据聚类。 0 - 给定数据点 ? 1 - 随机初始化两个高斯分布 ? 2 - 根据两个高斯分布,给所有点上色 ?...GMM 就两步,不断运行直到收敛: 1. 给定分布,给点上色。 2. 给定颜色,拟合高斯。 朋友们,你们弄懂了 GMM 吗? ----

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基于GMM的一维时序数据平滑算法

想要解决这题我们可以使用GMM smooth,音频检测器生成时间范围片段和每个片段的标签。GMM smooth的输入数据是这些段,它可以帮助我们来降低最终预测中的噪声。...GMM是一种参数概率模型。它假设在给定的一组数据点中,每一个单点都是由一个高斯分布产生的,给定一组K个高斯分布[7]。GMM的目标是从K个分布中为每个数据点分配一个高斯分布。...") # Keep the gmm_segment_class data points and perform GMM on them...总结 在本文中探讨GMM作为时间数据平滑算法的使用。GMM(Gaussian Mixture Model)是一种统计模型,常用于数据聚类和密度估计。...K., https://www.isixsigma.com/dictionary/normal-distribution/ [7] Scikit-learn: Machine Learning in Python

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聚类算法,k-means,高斯混合模型(GMM)

高斯混合模型(GMM) 3.1 GMM的思想 3.2 GMM与K-Means相比 4. 聚类算法如何评估 5. 代码实现 1. 聚类算法都是无监督学习吗? 什么是聚类算法?...常用的算法包括K-MEANS、高斯混合模型(Gaussian Mixed Model,GMM)、自组织映射神经网络(Self-Organizing Map,SOM) 2. k-means(k均值)算法...高斯混合模型(GMM) 3.1 GMM的思想 高斯混合模型(Gaussian Mixed Model,GMM)也是一种常见的聚类算法,与K均值算法类似,同样使用了EM算法进行迭代计算。...3.2 GMM与K-Means相比 高斯混合模型与K均值算法的相同点是: 它们都是可用于聚类的算法; 都需要 指定K值; 都是使用EM算法来求解; 都往往只能收敛于局部最优。

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机器学习高斯混合模型(后篇):GMM求解完整代码实现

GMM求解的思路本质上是借助最大期望算法的思路来进行求解,关于最大期望算法的原理例子解析,请参考: 机器学习期望最大算法:实例解析 接下来,就到了GMM的EM算法求解的代码实现环节了,如果我们能把一种聚类算法的思路从原理...手写不掉包代码实现算法的结果,如果能与sklean中的实现基本一致,那么说明才说明您对这个算法正真了解了,在这个编码的过程,将是您对python,Numpy等常用科学计算工具的实践过程,总之意义挺大,锻炼价值也很大...废话少说,让我们开始GMM模型的EM算法的代码实现之旅吧! 02 — GMM的EM求解之数据生成 我们先从一维的数据样本的聚类开始说起,先易后难。首先阐述下GMM的EM求解思路。 1....聚类接口编写 有了以上EM算法的各个函数后,下面可以编写GMM聚类的对外接口了。...# GMM # return value: N by K def GMM(x,K): #loss value initilize preL = -np.inf; # aves 每个簇的中心值

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PRML读书笔记(4) - 高斯混合模型(GMM) 及 EM 算法

后面几节课全部讲学生感兴趣的内容 - GMM,HMM 等。教授说没有讲解的内容不是不重要,而是在踏入机器学习这个研究领域,这些都是很重要且必备的知识。 高斯混合模型 高斯混合模型是聚类算法的一种。...包含隐变量的模型称为隐变量模型(Latent Variable Models,简称 LVM),高斯混合模型(GMM)和隐马尔科夫模型(HMM)都是隐变量模型。这两种模型中包含的隐变量是离散的。...极大似然估计 当有了模型参数 (在 GMM 中 )分布的时候,我们可以根据这个参数分布来生成一系列的,例如: 这样的数据。当有了一系列的数据,如 时,我们可以通过这些数据来预估参数 。...但此种方法对于 GMM 来说是无解的。因为对于高斯混合模型,对数似然函数 显示了比单个高斯的情况更复杂的问题,其难点在于该函数中对数内出现的 k 求和,因此对数函数不再直接作用于高斯函数。...所以封闭解的方法不适用 GMM。虽然第二种方法,即基于梯度的方法是可行的,但现在讨论一种更具广泛适用性的算法 - EM 算法。

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机器学习22:概率图--EM算法与GMM(高斯混合模型)

2,高斯混合模型 (Gaussian misturemodel,GMM): EM算法可以用于生成模型的非监督学习,生成模型由联合概率分布P(X,Y)表示,可以认为非监督学习训练数据是联合概率分布产生的数据...2.1,GMM解决的问题: 随机选择1000名用户,测量用户的身高;若样本中存在男性和女性,身高分别 服从高斯分布N(μ1,σ1)和N(μ2,σ2)的分布,试估计参数:μ1,σ1,μ2,σ2。...可见,GMM模型由多个高斯模型线性叠加混合而成: ? ? 特别地,GMM模型用于聚类任务中,就有了高斯混合聚类模型。...2.2,GMM的参数估计-EM算法: 下面分五步详细阐述使用EM算法对高斯混合模型进行参数估计: ? ? ? ? ? ?

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高斯混合模型:GMM和期望最大化算法的理论和代码实现

然后将研究如何使用一种称为期望最大化(EM)的强大技术来估计这些模型的参数,并提供在Python中从头开始实现它。最后将演示如何使用Scikit-Learn库使用GMM执行聚类。...N (x;μₖ,σₖ)为第k个分量的单变量正态密度函数: 下面的Python函数绘制了两个单变量高斯分布的混合分布: from scipy.stats import norm def plot_mixture...Python实现 下面将使用Python实现EM算法,用于从给定数据集估计两个单变量高斯分布的GMM的参数。...以上是为了我们了解算法进行的Python代码,但是在实际使用的时候还会存在很多问题,所以如果要实际中应用,可以直接使用Sklearn的实现。...总结 最后我们总结一下gmm与其他聚类算法的优缺点: 优点: 与假设球形簇的k-means不同,由于协方差分量,gmm可以适应椭球形状。这使得gmm能够捕获更多种类的簇形状。

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高斯混合模型:GMM和期望最大化算法的理论和代码实现

然后将研究如何使用一种称为期望最大化(EM)的强大技术来估计这些模型的参数,并提供在Python中从头开始实现它。最后将演示如何使用Scikit-Learn库使用GMM执行聚类。...N (x;μₖ,σₖ)为第k个分量的单变量正态密度函数: 下面的Python函数绘制了两个单变量高斯分布的混合分布: from scipy.stats import norm def plot_mixture...Python实现 下面将使用Python实现EM算法,用于从给定数据集估计两个单变量高斯分布的GMM的参数。...以上是为了我们了解算法进行的Python代码,但是在实际使用的时候还会存在很多问题,所以如果要实际中应用,可以直接使用Sklearn的实现。...总结 最后我们总结一下gmm与其他聚类算法的优缺点: 优点: 与假设球形簇的k-means不同,由于协方差分量,gmm可以适应椭球形状。这使得gmm能够捕获更多种类的簇形状。

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