关于贝叶斯公式的解释,通俗易懂(转载)

本文通过生动的例子解释了贝叶斯定理的基本概念和应用,包括如何计算条件概率,以及在疾病检测中的假阳性和假阴性分析。

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首先,对于贝叶斯定理,还是要先了解各个概率所对应的事件。

P(A|B) 是在 B 发生的情况下 A 发生的概率;

P(A) 是 A 发生的概率;

P(B|A) 是在 A 发生的情况下 B 发生的概率;

P(B) 是 B 发生的概率。

还没看懂。。。那我还是举个栗子吧

京西大旅馆为了庆祝开业三周年的好日子,老板刘强西准备带着实习生小天去郊外旅游,不过一大早天空多云:

糟了!50%的雨天的早上是多云的!

但多云的早上其实挺多的(大约40%的日子早上是多云的)!

这个月干旱为主(平均30天里一般只有3天会下雨,10%)!

刘强西45°角仰望天空,想着要不要去郊游。。。

作为聪明的实习生,小天立马拿出他的小本子:

此时,我们用"雨"来代表今天下雨,"云"来代表早上多云。

当早上多云时,当天会下雨的可能性是 P(雨|云)。

P(雨|云) = P(雨)·P(云|雨) /P(云)

P(雨) 是今天下雨的概率 = 10%

P(云|雨) 是在下雨天早上有云的概率 = 50%

P(云) 早上多云的概率 = 40%

基本的概率情况已经确定,那就简单了

P(雨|云) =0.1×0.5/0.4=0.125

小天:刘老板,不用看天气了,今天下午的概率只有12.5%,可以去郊游的。

刘强西听完后:行,那赶紧上车!

然而,“小天”算不如天算,你看,天就下雨了。。。

小天尴尬ing

故事到这里还没结束,超模君当时在学习贝叶斯定理的时候,时常会记不住到底是B在前,还是A在前,公式该怎么写。

直到有一次,小天(这个小天是超模君的小天,不是刘强西的小天)看我在写贝叶斯公式,说出:AB AB AB。

所以对于贝叶斯公式,记住AB AB AB,然后再做分组:"AB = A×BA/B"。

别急,假如“A”还有两个可能

各位模友,你们听说“假阳性”、“假阴性”这两个词吗?

是的,没错,就是某些疾病检测一般喜欢用名词,医学院的同学赶紧拿好小板凳,接下来就是考试重点了。

贝叶斯定理虽然只是一个概率计算公式,但其最著名的一个用途便是“假阳性”和“假阴性”检测。

再丢个栗子。。。

上次没出成郊游,刘强西却在路边捡了一只小流浪猫回京西大旅馆,每天就顾着撸猫。。。

两天过后,刘强西突然浑身发痒,小天就想起来是不是刘强西对猫过敏,于是刘强西就做了一个简单的过敏检测:

对于真的有这种过敏的人,检测有 80% 的机会给回 "有" 的结果;

对于没有这种过敏的人,检测有 10% 的机会给回 "有" 的结果(而这种情况,称之为"假阳性")。

从实际情况看,京西大旅馆的村子有 1% 的人有这种过敏,而刘强西的检测结果是 "有",那么刘强西真的有这种过敏的可能性有多大?

P(过敏) 是有这种过敏的概率 = 1%

P(有|过敏) 是对于真的有这种过敏的人,检测的结果是 "有" = 80%

P(有) 是对于任何人,检测的结果是 "有" = ??%

糟糕!我们并不知道检测结果是 "有" 的一般可能性是多少……

不过我们可以把有这种过敏和没有这种过敏的概率相加来求这个一般概率:

1% 的人有这种过敏,检测对 80% 的这些人说 "有"

99% 的人没有这种过敏,检测对 10% 的这些人说 "有"

把概率加起来:

P(有) = 1% × 80% + 99% × 10% = 10.7%

就是说大约 10.7% 的人会得到 "有" 的检测结果。

那此时我们就可以计算出,刘强西真正对猫过敏的概率为

P(过敏|有) = 1% × 80%/10.7%= 7.48%

所以此时也就有了贝叶斯定理特别版:

最后说多两句:

贝叶斯统计作为常用的基础算法,不要小看其作用,其在机器学习中是占据重要的一席之地。尤其是在数据处理方面,针对事件发生的概率以及事件可信度分析上具有良好的分类效果。

<think>好的,我需要帮用户理解贝叶斯优化的通俗解释和入门教程。用户希望简单易懂,所以得避免太多数学公式,用比喻或日常例子来说明。 首先,贝叶斯优化的核心是什么?它主要用于优化黑箱函数,尤其是在计算成本高的情况下。比如调参,用户可能知道网格搜索和随机搜索,但贝叶斯更高效。我需要对比这些方法,突出贝叶斯的优势。 然后,组成要素有两个:代理模型(比如高斯过程)和采集函数(如EI)。高斯过程可能比较难解释,得用个简单的例子,比如根据已有的点预测未知区域的函数表现,同时考虑不确定性。采集函数的作用是平衡探索和利用,这部分可以用选择下一个点的策略来说明。 步骤分四步,初始化、代理模型拟合、选择下一个点、更新模型。这里需要一步步解释,让用户明白迭代的过程。 应用场景方面,调参和自动化实验设计是常见的例子,用户可能接触过,这样更容易理解。 最后,生成相关问题,要围绕用户可能有的疑问,比如与网格搜索的区别,高斯过程的作用,为什么适合计算成本高的场景,以及采集函数的种类。 需要确保引用正确,参考提供的引用资料,比如引用[1]提到贝叶斯优化在超参数调优中的应用,引用[2]展示调参结果,引用[5]提到EI方法。保持语言口语化,避免术语堆砌,让入门者也能跟上。</think>### 贝叶斯优化通俗解释 贝叶斯优化是一种**智能调参方法**,专门用于在**未知黑箱函数**中快速找到全局最优解。它的核心思想是“用最少尝试,猜最可能的最优值”,类似于“盲人摸象时通过触感逐步定位象鼻的位置”。 #### 核心组成 1. **代理模型(如高斯过程)** 通过已有实验数据,构建一个概率模型来预测未知区域的函数表现。例如: - 已尝试参数组合 $\{x_1, x_2\}$ → 对应效果 $\{y_1, y_2\}$ - 代理模型会预测新参数 $x_3$ 的效果 $y_3$ 的可能范围(比如:$y_3$ 在 $[0.6, 0.8]$ 的概率为 90%) 2. **采集函数(如EI, Expected Improvement)** 决定下一步尝试哪个参数,平衡两种策略: - **探索**:尝试不确定性高的区域(可能发现新高峰) - **利用**:围绕当前最优值附近精细搜索 #### 工作步骤 1. **初始化**:随机选几个参数组合试水(如随机选 5 组超参数) 2. **代理模型拟合**:用高斯过程建模“参数→效果”关系 3. **选下一个点**:用采集函数计算收益最大的参数 4. **更新模型**:加入新实验结果,重复步骤 2-4 直至收敛 #### 应用场景 - **超参数调优**:如 XGBoost 的 `max_depth`、`learning_rate` 等参数优化(参考引用[2]) - **自动化实验设计**:化学实验中寻找最佳反应条件 - **资源有限场景**:每次实验耗时/昂贵时(如训练大模型) ```python # 示例代码(使用BayesianOptimization库) from bayes_opt import BayesianOptimization def black_box_function(x, y): return -x**2 - (y-1)**2 + 1 # 假设这是需要优化的黑箱函数 optimizer = BayesianOptimization( f=black_box_function, pbounds={'x': (-2, 2), 'y': (-3, 3)}, # 参数范围 ) optimizer.maximize(init_points=2, n_iter=10) # 初始2点,迭代10次 print(optimizer.max) # 输出最优参数组合 ``` #### 优势 vs 传统方法 | 方法 | 特点 | 适用场景 | |------|------|----------| | 网格搜索 | 暴力遍历所有组合 | 参数少且快 | | 随机搜索 | 随机采样 | 中等规模 | | **贝叶斯优化** | 智能定向搜索 | 参数多/实验成本高 | [^1]: 参考引用[1][6][9]中对贝叶斯优化框架的说明 [^2]: 引用[2][5]中的调参实例与EI函数解释
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