丨大佬教你用贝叶斯方法挑西瓜

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首发于微信公众号『运筹OR帷幄』

作者简介：霍华德 - 博士毕业于新加坡国立大学电子及计算机系，现就职于腾讯AI平台部，主要方向为搜索和自然语言处理。知乎帐号霍华德，现加入【运筹OR帷幄】担任AI板块主编。

AI板块简介： 致力于介绍AI最基本理论与发展前言，涵盖AI领域方方面面，包括但不限于：计算机视觉、自然语言识别、语音识别、强化学习及各种工程实践经验，如模型压缩与服务部署。

直观理解贝叶斯公式

先来一个问题：一机器在良好状态生产合格产品几率是90%，在故障状态生产合格产品几率是30%，机器良好的概率是75%，若一日第一件产品是合格品，那么此日机器良好的概率是多少？

看公式是不是很迷惑？我给大家画了一个很直观的图：

问题要求的机器良好的概率＝左下角那个蓝色方格的面积／所有蓝色部分的面积，是不是很好懂？

先验概率是一般情况下机器良好的概率0.75（蓝色面积／总面积），在得知当天有合格产品产出后，灰色面积就没可能了，经过贝叶斯定律的计算后，就得到后验概率0.9（左下角蓝色面积／蓝色总面积）。

下面来给大家讲一个小故事

小红是小明正在追求的女神。今天，小明好不容易把小红约出来逛街，逛着逛着，女神小红说口渴了，两人来到西瓜摊前，这时，小红抿嘴一笑，突然想考察一下小明的姿势水平，说道：“小明你不是做机器学习的码农吗？如果要你用机器学习挑西瓜，你会怎么做？”

小明会心一笑，这不是撞我枪口上吗？看我的蒂花之秀～

是机器学习挑西瓜的基本思路是这样滴，先尽量观察西瓜的特征，从特征中找出和“好瓜”有关的特征，这样的特征非常多，让我们头脑风暴一波：

直观特征：包括但不限于西瓜的颜色、根蒂的形状、瓜皮的纹理、敲击的声音等等～外部环境特征：是不是本地瓜，瓜的品种，上市时间等等～还可以有很多其他特征： 如瓜店老板的诚信度，这个西瓜的销售情况等等～

小明呱啦呱啦一顿说得正起劲，小红说：stop！你说这么多我头都大了，你怎么知道那些特征有用那些特征没用呢？

小明缓缓道来：哈，这个简单，可以用贝叶斯方法！

用贝叶斯方法进行特征分析

这样

时便可以说明，”是好瓜“的概率比”不是好瓜“的概率大～但是实际上除法并不好，容易产生过小的数值，发生underflow，所以我们两边同时取对数log函数，得到：

公式左边是西瓜“是好瓜”的逻辑发生比，又称作logit，逻辑发生比大于0就说明是好瓜的概率较大。

接下来，我们假设所有特征之间是独立的，可以用条件独立假设：

将它们带入逻辑发生比公式：

我们发现等式右边变成了各个特征

的求和～特征的

值越大，说明这个特征对西瓜"是好瓜"的影响越大，相应的说明这个特征是一个显著特征。而值比较小的特征说明影响较小，不是一个很有效的特征，剔除掉也不会有很大的影响。

这样就能筛选出最重要的特征了～

小明娓娓道来，小红听得入了迷，暗自在心中给小明加了一分～

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