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《机器学习》周志华 习题答案3.6

时间:2016-06-28 20:17:39      阅读:407      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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原题:线性判别分析仅在线性可分数据上能获得理想结果,试设计一个改进方法,使其能够用于非线性可分数据。

这里我采用二次判别分析来对原来的西瓜数据集进行分类,同样采用sklearn里的二次判别库。

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import colors

from sklearn.discriminant_analysis import QuadraticDiscriminantAnalysis

file1 = open(c:\quant\watermelon.csv,r)
data = [line.strip(\n).split(,) for line in file1]
X = [[float(raw[-3]), float(raw[-2])] for raw in data[1:]]
y = [1 if raw[-1]==\xca\xc7 else 0 for raw in data[1:]]
X = np.array(X)
y = np.array(y)

#######################################################################以上是西瓜

# colormap
cmap = colors.LinearSegmentedColormap(
    red_blue_classes,
    {red: [(0, 1, 1), (1, 0.7, 0.7)],
     green: [(0, 0.7, 0.7), (1, 0.7, 0.7)],
     blue: [(0, 0.7, 0.7), (1, 1, 1)]})
plt.cm.register_cmap(cmap=cmap)

###############################################################################
# plot functions
def plot_data(lda, X, y, y_pred):
    plt.figure()
    plt.title(Quadratic Discriminant Analysis of Watermelon)
    plt.xlabel(Sugar Rate)
    plt.ylabel(Density)
    tp = (y == y_pred)  # True Positive //Boolean matrix

    tp0, tp1 = tp[y == 0], tp[y == 1]
    print tp
    X0, X1 = X[y == 0], X[y == 1]
    X0_tp, X0_fp = X0[tp0], X0[~tp0]
    X1_tp, X1_fp = X1[tp1], X1[~tp1]
    # class 0: dots
    plt.plot(X0_tp[:, 0], X0_tp[:, 1], o, color=red)
    plt.plot(X0_fp[:, 0], X0_fp[:, 1], ., color=#990000)  # dark red

    # class 1: dots
    plt.plot(X1_tp[:, 0], X1_tp[:, 1], o, color=blue)
    plt.plot(X1_fp[:, 0], X1_fp[:, 1], ., color=#000099)  # dark blue

    # class 0 and 1 : areas
    nx, ny = 200, 100
    x_min, x_max = plt.xlim()
    y_min, y_max = plt.ylim()
    xx, yy = np.meshgrid(np.linspace(x_min, x_max, nx),
                         np.linspace(y_min, y_max, ny))
    Z = lda.predict_proba(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])
    Z = Z[:, 1].reshape(xx.shape)
    plt.pcolormesh(xx, yy, Z, cmap=red_blue_classes,
                   norm=colors.Normalize(0., 1.))
    plt.contour(xx, yy, Z, [0.5], linewidths=2., colors=k)

    # means
    plt.plot(lda.means_[0][0], lda.means_[0][1],
             o, color=black, markersize=10)
    plt.plot(lda.means_[1][0], lda.means_[1][1],
             o, color=black, markersize=10)

###############################################################################
# Linear Discriminant Analysis
qda = QuadraticDiscriminantAnalysis(store_covariances=True)
y_pred = qda.fit(X, y).predict(X)
plot_data(qda, X, y, y_pred)
plt.axis(tight)
plt.suptitle(Quadratic Discriminant Analysis of Watermelon)
plt.show()

二次判别分析结果和线性判别分析结果分别如下:

技术分享技术分享

可以看到对于线性不可分数据,二次判别分析的效果非常好。

《机器学习》周志华 习题答案3.6

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原文地址:http://www.cnblogs.com/zhusleep/p/5624372.html

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