कैसे सांख्यिकीय सीखना के तत्वों से एक k- निकटतम पड़ोसी क्लासिफायर का निर्णय सीमा की साजिश करने के लिए?


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मैं ElemStatLearn की किताब "द एलिमेंट्स ऑफ स्टैटिस्टिकल लर्निंग: डेटा माइनिंग, इनविज़न एंड प्रेडिक्शन। दूसरा संस्करण" ट्रेवर हस्ती और रॉबर्ट टिब्शिरानी और जेरोम फ्रीडमैन की पुस्तक में वर्णित प्लॉट जनरेट करना चाहता हूं। साजिश है:

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मैं सोच रहा हूं कि मैं इस सटीक ग्राफ को कैसे बना सकता हूं R, विशेष रूप से सीमा को दिखाने के लिए ग्रिड ग्राफिक्स और गणना पर ध्यान दें।


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क्या यह एक है: www-stat.stanford.edu/~tibs/ElemStatLearn/datasets/… ?
StasK

1
@StasK: हाँ, यह है। कथानक कैसे उत्पन्न करें? क्या आप मदद करेंगे? बहुत धन्यवाद!
थोड़ा आइंस्टीन

जवाबों:


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इस आंकड़े को पुन: पेश करने के लिए, आपको सिस्टम पर ElemStatLearn पैकेज स्थापित करना होगा। कृत्रिम डेटासेट mixture.example()@StasK द्वारा बताया गया था।

library(ElemStatLearn)
require(class)
x <- mixture.example$x
g <- mixture.example$y
xnew <- mixture.example$xnew
mod15 <- knn(x, xnew, g, k=15, prob=TRUE)
prob <- attr(mod15, "prob")
prob <- ifelse(mod15=="1", prob, 1-prob)
px1 <- mixture.example$px1
px2 <- mixture.example$px2
prob15 <- matrix(prob, length(px1), length(px2))
par(mar=rep(2,4))
contour(px1, px2, prob15, levels=0.5, labels="", xlab="", ylab="", main=
        "15-nearest neighbour", axes=FALSE)
points(x, col=ifelse(g==1, "coral", "cornflowerblue"))
gd <- expand.grid(x=px1, y=px2)
points(gd, pch=".", cex=1.2, col=ifelse(prob15>0.5, "coral", "cornflowerblue"))
box()

सभी लेकिन अंतिम तीन कमांड ऑन लाइन मदद के लिए आते हैं mixture.example। ध्यान दें कि हमने इस तथ्य का इस्तेमाल किया है कि पहले expand.gridइसके आउटपुट को अलग-अलग करके व्यवस्थित किया जाएगा x, जो आगे prob15मैट्रिक्स (आयाम 69x99) में रंगों को (कॉलम द्वारा) अनुक्रमण करने की अनुमति देता है , जो प्रत्येक जाली निर्देशांक के लिए विजेता वर्ग के लिए वोट का अनुपात रखता है ( px1, px2)।

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+1। धन्यवाद! मैं यह भी सोच रहा हूं कि "ओर्केल को उजागर करें" पाठ में वर्णित आंकड़ों को कैसे उत्पन्न किया जाए। क्या आप वेबसाइट से डेटा का उपयोग करने के बजाय, कृपया इसे भी जोड़ सकते हैं?
थोड़ा आइंस्टीन

@littleEinstein क्या आपका मतलब ऑन लाइन मदद के लिए दिया गया है mixture.example? # Reproducing figure 2.4, page 17 of the book:उदाहरण अनुभाग में शुरू होने वाली रेखा के नीचे सिमुलेशन सेटअप को देखें ।
च्ल

क्या आप कृपया मुझे लिंक की जानकारी दे सकते हैं? मुझे यह नहीं मिला।
थोड़ा आइंस्टीन

क्षमा करें @littleEinstein, लेकिन ऐसा कुछ है जो मुझे शायद याद आ रहा है। यह केवल टाइप करने help(mixture.example)या example(mixture.example)R प्रॉम्प्ट पर (आवश्यक पैकेज लोड करने के बाद library(ElemStatLearn)) है। आर्टिफिशियल डेटासेट जनरेट करने के लिए कोड (चित्र। 2.4 को जेनरेट नहीं करने के लिए) को सादी R में उदाहरण खंड में लिखा गया है।
chl

1
BTW, मैं अभी @ शेन के वेबलॉग पर आया था जहाँ उन्होंने ggplotइसी तरह के उद्देश्य के लिए उपयोग किया था । इसे देखें: ESL 2.1: रैखिक प्रतिगमन बनाम KNN
chl

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मैं सेल्फ-लर्निंग ईएसएल हूं और पुस्तक में दिए गए सभी उदाहरणों के माध्यम से काम करने की कोशिश कर रहा हूं। मैंने अभी ऐसा किया है और आप नीचे दिए गए R कोड की जांच कर सकते हैं:

library(MASS)
# set the seed to reproduce data generation in the future
seed <- 123456
set.seed(seed)

# generate two classes means
Sigma <- matrix(c(1,0,0,1),nrow = 2, ncol = 2)
means_1 <- mvrnorm(n = 10, mu = c(1,0), Sigma)
means_2 <- mvrnorm(n = 10, mu = c(0,1), Sigma)

# pick an m_k at random with probability 1/10
# function to generate observations
genObs <- function(classMean, classSigma, size, ...)
{
  # check input
  if(!is.matrix(classMean)) stop("classMean should be a matrix")
  nc <- ncol(classMean)
  nr <- nrow(classMean)
  if(nc != 2) stop("classMean should be a matrix with 2 columns")
  if(ncol(classSigma) != 2) stop("the dimension of classSigma is wrong")

  # mean for each obs
    # pick an m_k at random
  meanObs <- classMean[sample(1:nr, size = size, replace = TRUE),]
  obs <- t(apply(meanObs, 1, function(x) mvrnorm(n = 1, mu = x, Sigma = classSigma )) )
  colnames(obs) <- c('x1','x2')
  return(obs)
}


obs100_1 <- genObs(classMean = means_1, classSigma = Sigma/5, size = 100)
obs100_2 <- genObs(classMean = means_2, classSigma = Sigma/5, size = 100)

# generate label
y <- rep(c(0,1), each = 100)

# training data matrix
trainMat <- as.data.frame(cbind(y, rbind(obs100_1, obs100_2)))

# plot them
library(lattice)
with(trainMat, xyplot(x2 ~ x1,groups = y, col=c('blue', 'orange')))

# now fit two models

# model 1: linear regression
lmfits <- lm(y ~ x1 + x2 , data = trainMat)

# get the slope and intercept for the decision boundary
intercept <- -(lmfits$coef[1] - 0.5) / lmfits$coef[3]
slope <- - lmfits$coef[2] / lmfits$coef[3]

# Figure 2.1
xyplot(x2 ~ x1, groups = y, col = c('blue', 'orange'), data = trainMat,
       panel = function(...)
       {
        panel.xyplot(...)
        panel.abline(intercept, slope)
        },
       main = 'Linear Regression of 0/1 Response')    

# model2: k nearest-neighbor methods
library(class)
# get the range of x1 and x2
rx1 <- range(trainMat$x1)
rx2 <- range(trainMat$x2)
# get lattice points in predictor space
px1 <- seq(from = rx1[1], to = rx1[2], by = 0.1 )
px2 <- seq(from = rx2[1], to = rx2[2], by = 0.1 )
xnew <- expand.grid(x1 = px1, x2 = px2)

# get the contour map
knn15 <- knn(train = trainMat[,2:3], test = xnew, cl = trainMat[,1], k = 15, prob = TRUE)
prob <- attr(knn15, "prob")
prob <- ifelse(knn15=="1", prob, 1-prob)
prob15 <- matrix(prob, nrow = length(px1), ncol = length(px2))

# Figure 2.2
par(mar = rep(2,4))
contour(px1, px2, prob15, levels=0.5, labels="", xlab="", ylab="", main=
    "15-nearest neighbour", axes=FALSE)
points(trainMat[,2:3], col=ifelse(trainMat[,1]==1, "coral", "cornflowerblue"))
points(xnew, pch=".", cex=1.2, col=ifelse(prob15>0.5, "coral", "cornflowerblue"))
box()

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ऐसा किए बिना कोड दर्ज करने के लिए, आप उस पाठ को हाइलाइट कर सकते हैं जो कोड है और फिर पृष्ठ के शीर्ष के पास "कोड" बटन पर क्लिक करें। यह आइकन / बटन की एक पंक्ति में है। कोड एक ब्रेसिज़ की तरह दिखता है।
पीटर Flom - को पुनः स्थापित मोनिका

पुन: "आर कोड के एक ब्लॉक को कैसे पेस्ट किया जाए"। अपनी पोस्ट को संपादित करते समय आपके पास एक छोटे मेनू बार तक पहुंच होती है ।
CHL

इसके अतिरिक्त, यदि आप एक संपादक का उपयोग नहीं कर रहे हैं जो आसानी से कोड के ब्लॉक को इंडेंट कर सकता है, तो मुझे लगता है कि आपको एक पर स्विच करने में खुशी होगी। जैसे Rstudio कोड का चयन करता है और टैब दबाता है, इसे vim आप कर सकते हैं 5>>, आदि
Mark
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