文档建议反馈控制台
首页
学习
活动
专区
圈层
工具
文章/答案/技术大牛
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

高斯混合模型 GMM 的详细解释

高斯混合模型（后面本文中将使用他的缩写 GMM）听起来很复杂，其实他的工作原理和 KMeans 非常相似，你甚至可以认为它是 KMeans 的概率版本。...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。...GMM 中有一个主要假设：数据集由多个高斯分布组成，换句话说，GMM 模型可以看作是由 K 个单高斯模型组合而成的模型，这 K 个子模型是混合模型的隐变量(Hidden variable)。...在我们的例子中，_1 = _2 = 1/2。 E-step 的结果是混合模型中每个数据点和每个高斯分布的一组responsibilities。...init_params：用于初始化权重的方法 总结 本文对高斯混合模型进行全面的介绍，希望阅读完本文后你对 GMM 能够有一个详细的了解，GMM 的一个常见问题是它不能很好地扩展到大型数据集。

86911

机器学习22：概率图--EM算法与GMM(高斯混合模型)

1.2，EM算法的似然函数： 给定的m个训练样本{x(1),x(2),...,x(m)}，样本间独立，找出样本的模型参数θ，极大 化模型分布的对数似然函数如下： ?...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...EM算法是最常见的隐变量估计方法，比如，EM算法的一个重要应用是高斯混合模型的参数估计，高斯混合模型应用广泛，通常情况下，EM算法是学习高斯混合模型的有效方法。...如果样本是混合而成的，不能明确的区分开（假设无法观测到性别这个属性），那么就没法直接使用极大似然估计来 进行参数的估计。 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： ? ? ? ? ? ?

2.3K40
    • 您找到你想要的搜索结果了吗？
    是的
    没有找到

    高斯混合模型:GMM和期望最大化算法的理论和代码实现

    高斯混合模型(gmm)是将数据表示为高斯(正态)分布的混合的统计模型。这些模型可用于识别数据集中的组，并捕获数据分布的复杂、多模态结构。 gmm可用于各种机器学习应用，包括聚类、密度估计和模式识别。...在本文中，将首先探讨混合模型，重点是高斯混合模型及其基本原理。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。...高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM)是一种常见的混合模型，其概率密度由高斯分布的混合给出: X是一个d维向量。 μₖ是第k个高斯分量的平均向量。...该图说明了混合模型如何将两个分布组合在一起，每个分布都有自己的平均值、标准差和总体混合结果中的权重。 学习GMM参数 我们学习的目标是找到最能解释观测数据的GMM参数(均值、协方差和混合系数)。...Scikit-Learn中的GMM Scikit-Learn在类sklearn.mixture.GaussianMixture中提供了高斯混合模型的实现。

    47310

    高斯混合模型:GMM和期望最大化算法的理论和代码实现

    高斯混合模型(gmm)是将数据表示为高斯(正态)分布的混合的统计模型。这些模型可用于识别数据集中的组，并捕获数据分布的复杂、多模态结构。 gmm可用于各种机器学习应用，包括聚类、密度估计和模式识别。...在本文中，将首先探讨混合模型，重点是高斯混合模型及其基本原理。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。...高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM)是一种常见的混合模型，其概率密度由高斯分布的混合给出: X是一个d维向量。 μₖ是第k个高斯分量的平均向量。...该图说明了混合模型如何将两个分布组合在一起，每个分布都有自己的平均值、标准差和总体混合结果中的权重。 学习GMM参数 我们学习的目标是找到最能解释观测数据的GMM参数(均值、协方差和混合系数)。...Scikit-Learn中的GMM Scikit-Learn在类sklearn.mixture.GaussianMixture中提供了高斯混合模型的实现。

    59910

    深入浅出实战：说话人识别

    4 GMM介绍 高斯混合模型 GMM 能很好地刻画参数空间中训练数据的空间分布及其特征，并且具有简单高效的特点，已广泛应用于与文本无关的说话人系统。...直观上，每个高斯分别和发音单元相关，对应了不同的音素分布，所以一般高斯混合度越高识别效果越好，当然要基于大量的语音样本去学习，如果数据量小的话，高斯混合度与准确率可能不成正比关系。 ?...5 GMM-UBM 高斯混合模型是通用背景模型，针对一个说话人需要训练其GMM，想要得到一个覆盖说话人全部因素，或者得到一个GMM模型分布能够表征说话人音素分布，是需要大量的训练语料，然而针对具体应用场景很少能够得到说话人大量语音数据...这有点类似finetuning，在一个基础上进行微调，就可以很快的收敛，并得到一个不错的结果 训练过程 训练GMM – 准备训练数据，来自于很多人很多场景的通话 利用kmeans获取到M个高斯的GMM...混合系数的设定：目标语言的高数据量的混合成分在最后的参数估计中更依赖与新的权重、均值、方差，而目标语言的低数据量混合成分更依赖旧的权重、均值、方差。

    3.4K00

    技术干货 | 一文详解高斯混合模型原理

    文本的最后还分析了高斯混合模型与另一种常见聚类算法K-means的关系，实际上在特定约束条件下，K-means算法可以被看作是高斯混合模型（GMM）的一种特殊形式（达观数据 陈运文）。...该过程和k-means的算法训练过程很相似（k-means不断更新类中心来让结果最大化），只不过在这里的高斯模型中，我们需要同时更新两个参数：分布的均值和标准差 高斯混合模型（GMM） 高斯混合模型是对高斯模型进行简单的扩展...注意，虽然现在模型更复杂了，但仍然可使用与之前相同的技术进行模型训练。在计算期望值时（很可能通过已被混合的数据生成），只需要一个更新参数的最大化期望策略。...接下来的程序清单里展示了通过scikit-learn的高斯混合模型运行聚类并对结果进行可视化展示。 在初始化GMM算法时，传入了以下参数： -n_components ——用户混合的高斯分布的数量。...整体上看，高斯混合模型能提供更强的描述能力，因为聚类时数据点的从属关系不仅与近邻相关，还会依赖于类簇的形状。n维高斯分布的形状由每个类簇的协方差来决定。

    2.3K60

    ·声纹识别技术简介

    图7：典型的说话人确认系统流程图 声纹识别系统是一个典型的模式识别的框架，为了让计算机认识一个用户的身份，需要目标用户首先提供一段训练语音，这段语音经过特征提取和模型训练等一系列操作，会被映射为用户的声纹模型...由语音和对应的声学特征的这些性质启发，1995年DA Reynolds首次将混合高斯模型（Gaussian Mixture Model，GMM）成功地应用于文本无关的声纹识别任务，至此之后的20多年，奠定了...这种规模的变量别说目标用户几分钟的训练数据，就算是将目标用户的训练数据量增大到几个小时，都远远无法满足GMM的充分训练要求，而数据量的稀缺又容易让GMM陷入到一个过拟合（Over-fitting）的陷阱中...（声纹识别领域称为背景数据）混合起来充分训练出一个GMM，这个GMM可以看作是对语音的表征，但是又由于它是从大量身份的混杂数据中训练而成，它又不具备表征具体身份的能力。...这个混合GMM就是起到了类似的作用，它对语音特征在空间分布的概率模型给出了一个良好的预先估计，我们不必再像过去那样从头开始计算GMM的参数（GMM的参数估计是一种称为EM的迭代式估计算法），只需要基于目标用户的数据在这个混合

    4.4K31

    Human Language Processing——HMM

    假设每一个状态，它产生出来的声学特征向量有一个固定的分布。我们可以用高斯混合模型，GMM来表示这个概率。这便是为什么我们要用比Phoneme还要小的单位来表示状态。...但我们需要多少的高斯混合模型呢？我们需要30^30×3这么多模型。很多的State在训练中只出现一两次，你根本就估计不准它的高斯混合分布。所以过去有很多关键性的技术叫作Tied-state。...这个方法在经过很多年很多年的研究之后，就产生了一个终极形态Subspace GMM。所有的State都共用同一个高斯混合模型。它有一个池子，里面有很多高斯分布。...过去的做法是训练一个HMM-GMM，那这个粗糙的模型去做找出一个概率最大的对齐。然后再根据声学特征与状态之间的对齐数据，去训练状态分类器 ?...接着，我们再拿这个训练好的状态分类器，替换掉原来的 HMM-GMM 再对数据对齐，来训练出一个更好的状态分类器。我们反复重复这个过程。

    48910

    EM算法与高斯混合聚类：理解与实践

    引言在数据科学和机器学习中，聚类是重要的无监督学习任务。高斯混合模型（GMM）是一种常用的概率模型，用于描述数据的分布。...EM算法的应用领域EM算法不仅在高斯混合模型中有广泛应用，还在许多其他领域也有应用，例如：高斯混合模型（GMM）隐马尔可夫模型（HMM）聚类分析图像分割高斯混合模型（GMM）简介GMM模型的定义高斯混合模型是一种假设数据点是由多个高斯分布成分组成的概率模型...EM算法与高斯混合聚类的结合如何用EM算法训练GMM使用EM算法训练高斯混合模型时，主要目标是最大化数据点在模型下的对数似然函数。...总结通过本文的介绍，我们了解了EM算法的基本原理，并结合高斯混合模型（GMM）展示了如何使用EM算法进行聚类。...与传统的K-means聚类相比，GMM能够提供更精确的结果，尤其是在数据分布不规则或复杂时。随着算法的不断发展和优化，GMM在实际应用中将展现出更大的潜力。参考文献【1】Bishop, C.

    13110

    ​Python 离群点检测算法 -- GMM

    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）？...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"。...多模态分布看起来像单模态分布的混合物。高斯分布是单模态分布，并具有许多良好的特性，因此是混合模型的理想选择。...过度拟合模型会导致不稳定的结果，解决方法是使用一系列超参数训练模型，然后汇总得分，以降低过拟合的几率，并提高预测准确率。...为避免假设大量混合成分，创建了七个不同聚类的GMM模型，并汇总平均预测值作为最终模型预测值。

    43110

    独家 | 一文读懂语音识别（附学习资源）

    我们称认为数据服从混合高斯分布所使用的模型为高斯混合模型。高斯混合模型被广泛的应用在很多语音识别系统的声学模型中。...使用高斯混合模型对短时特征向量建模有以下几个好处：首先，高斯混合模型的具有很强的建模能力，只要分量总数足够多，高斯混合模型就可以以任意精度来逼近一个概率分布函数；另外，使用 EM 算法可以很容易地使模型在训练数据上收敛...对于计算速度和过拟合等问题，人们还研究出了参数绑定的 GMM 和子空间高斯混合模型 (subspace GMM) 来解决。...但是，高斯混合模型同样具有一个严重的缺点：高斯混合模型对于靠近向量空间上一个非线性流形 (manifold) 上的数据建模能力非常差。例如，假设一些数据分布在一个球面两侧，且距离球面非常近。...解码与字典 解码器是识别阶段的核心组件，通过训练好的模型对语音进行解码，获得最可能的词序列，或者根据识别中间结果生成识别网格 (lattice) 以供后续组件处理。

    2.5K60

    C++ OpenCV图像分割之高斯混合模型

    高斯混合模型--GMM（Gaussian Mixture Model） 统计学习的模型有两种，一种是概率模型，一种是非概率模型。 所谓概率模型，是指训练模型的形式是P(Y|X)。...所谓混合高斯模型（GMM）就是指对样本的概率密度分布进行估计，而估计采用的模型（训练模型）是几个高斯模型的加权和（具体是几个要在模型训练前建立好）。每个高斯模型就代表了一个类（一个Cluster）。...对样本中的数据分别在几个高斯模型上投影，就会分别得到在各个类上的概率。然后我们可以选取概率最大的类所为判决结果。...从中心极限定理的角度上看，把混合模型假设为高斯的是比较合理的，当然，也可以根据实际数据定义成任何分布的Mixture Model,不过定义为高斯的在计算上有一些方便之处，另外，理论上可以通过增加Model...因为高斯混合模型是通过EM进行数据训练进行分析的，所以对数据进行训练就需要耗时操作，下面就是我们得到上图结果所用到的时间，花了47秒多，相对来说是比较耗时的操作了。 ? ---- -END-

    1.4K10

    高斯混合模型与EM算法的数学原理及应用实例

    Mixture Model, 高斯混合模型)被誉为万能分布近似器, 其拥有强悍的数据建模能力....; 阐述k-means算法与GMM模型的关系; 总结 关键词: 高斯混合模型, EM算法, 概率图模型, 机器学习 不完全数据的问题实例 假设我们有数据集 ?...由(19)所表示的zi的后验分布与(11), 我们可得GMM模型的对数似然函数的下界函数为 ? 而(20)中 ? 整合(20)(21)并去掉与优化无关的项, 可得下界函数的最终形式 ?...使用EM算法求得高斯分布概率密度函数等高线示意图 上图为使用EM算法对GMM模型进行参数估计后得到的各个高斯分布概率密度函数的等高线示意图, 可以看到, 各个高斯分布概率密度函数的等高线形状与数据的分布情况有非常高的吻合程度...总结 GMM模型是典型的概率图模型, 其优异的数学性质使之在拟合数据分布时有很强的建模能力. 求解GMM模型的EM算法给带隐变量的模型的参数估计提供了强有力的武器, 其在工业界中亦得到广泛应用.

    1.9K40

    医图顶会 MICCAI24 | 基于高斯混合模型的多模态组内配准框架

    论文信息 题目：GMM-CoRegNet: A Multimodal Groupwise Registration Framework Based on Gaussian Mixture Model 基于高斯混合模型的多模态组内配准框架...作者：Zhenyu Li, Fan Yu, Jie Lu, Zhen Qian 论文创新点 提出了一个新的多模态组内配准框架：作者提出了GMM-CoRegNet，这是一个基于高斯混合模型（GMM）的弱监督深度学习框架...首先，使用参考图像的标签构建了一个先验高斯混合模型（GMM），然后基于GMM推导出一种新的相似性度量用于组内配准，并在训练过程中迭代优化GMM。...2.1 高斯混合模型 对于组内配准，给定一组N个多模态图像的观察结果，位置x处的像素有N个强度值与之相关联。...然后每个高斯分量k的参数可以计算为： 在执行组内配准之前，变形场ϕ等于零，因此可以直接使用未变形的训练数据集直接计算每个多元高斯分布的初始参数。

    14410

    使用高斯混合模型建立更精确的聚类

    高斯混合模型简介 高斯混合模型(GMMs)假设存在一定数量的高斯分布，每个分布代表一个簇。因此，高斯混合模型倾向于将属于单一分布的数据点聚在一起。...对于给定的一组数据点，我们的GMM将识别属于这些分布的每个数据点的概率。 等一下,概率? 你没看错!混合高斯模型是概率模型，采用软聚类方法将点分布在不同的聚类中。我再举一个例子，这样更容易理解。...实际上我们可以说 k-means只考虑更新簇中心的均值，而GMM则考虑数据的均值和方差。 在Python中实现高斯混合模型 是时候深入研究代码了!这是任何文章中我最喜欢的部分之一，所以让我们开始吧。...) # 训练高斯混合模型 from sklearn.mixture import GaussianMixture gmm = GaussianMixture(n_components=4) gmm.fit...这正是我们所希望的结果。在这个数据集中高斯混合模型把k-means模型打败了 结尾 这是高斯混合模型的入门教程。我在这里的目的是向你介绍这种强大的聚类技术，并展示它与传统算法相比是多么有效和高效。

    1K30

    深入机器学习系列之：高斯混合模型

    数据猿导读 现有的高斯模型有单高斯模型（SGM）和高斯混合模型（GMM）两种。从几何上讲，单高斯分布模型在二维空间上近似于椭圆，在三维空间上近似于椭球。...在很多情况下，属于同一类别的样本点并不满足“椭圆”分布的特性，所以我们需要引入混合高斯模型来解决这种情况。...对于单高斯模型，可以明确训练样本是否属于该高斯模型，所以我们经常将mu用训练样本的均值代替，将sigma用训练样本的协方差代替。 假设训练样本属于类别C，那么上面的定义可以修改为下面的形式： ?...这个公式表示样本属于类别C的概率。我们可以根据定义的概率阈值来判断样本是否属于某个类别。 2 高斯混合模型 高斯混合模型，顾名思义，就是数据可以看作是从多个高斯分布中生成出来的。...3.2 高斯混合模型的实现 3.2.1 初始化 在run方法中，程序所做的第一步就是初始化权重（上文中介绍的pi）及其相对应的高斯分布。 ?

    91610

    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？...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。...高斯混合模型假设每个簇的数据都是符合高斯分布（又叫正态分布）的，当前数据呈现的分布就是各个簇的高斯分布叠加在一起的结果。...**这就引出了高斯混合模型，即用多个高斯分布函数的线形组合来对数据分布进行拟合。**理论上，高斯混合模型可以拟合出任意类型的分布。 ? ? ?...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。

    5.6K20

    【数据挖掘】高斯混合模型 ( 模型简介 | 软聚类 | 概率作用 | 高斯分布 | 概率密度函数 | 高斯混合模型参数 | 概率密度函数 )

    高斯混合模型方法 ( GMM ) II . 硬聚类 与 软聚类 III . GMM 聚类结果概率的作用 IV . 高斯混合分布 V . 概率密度函数 VI ....高斯混合模型 与 K-Means 相同点 : 高斯混合模型方法 与 K-Means 方法 , 都是通过多次迭代 , 每次迭代都对聚类结果进行改进 , 最终达到算法收敛 , 聚类分组结果达到最优 ; 2...高斯混合模型 与 K-Means 不同点 : ① K-Means 方法 : 使用 K-Means 方法的 聚类结果是 某个样本 被指定到 某个聚类分组中 ; ② 高斯混合模型 : 高斯混合模型的聚类分析结果是...: 高斯混合模型 需要训练学习出 概率密度函数 , 该方法除了用于 聚类分析 外 , 还可以用于 密度估计 等用途 ; II ....硬聚类 与 软聚类 ---- 硬聚类 与 软聚类 : ① 硬聚类 (硬指派 ) : K-Means 方法中 , 每个数据集样本 , 都被指派了一个聚类分组 ; ② 软聚类 ( 软指派 ) : 高斯混合模型方法中

    1.7K10

    机器学习23：概率图--隐马尔可夫模型(HMM)

    隐马尔可夫模型的两个基本假设： 1），齐次马尔科夫假设：隐藏的马尔科夫链在任意时刻t的状态只依赖于齐前一时刻的状态，其它时刻的状态及观测无关，也与时刻t无关； 2），观测独立性假设：任意时刻的观测只依赖于该时刻的马尔科夫状态...学习问题可分为监督问题和非监督问题： 2.1），若训练数据包含观测序列和状态序列，则HMM的学习问题非常简单，是监督学习算法。...此时，直接利用大数定理的结论“频率的极限是概率”，直接给出HMM的参数估计； ? 2.2），若训练数据只包含观测序列，则HMM的学习问题需要使用EM算法求解，是非监督学习算法。...类则假设观测状态符合混合高斯分布。...2.2,GMM-HMM与DNN-HMM： ?

    1.8K20
    点击加载更多

    扫码

    添加站长 进交流群

    领取专属 10元无门槛券

    手把手带您无忧上云

    扫码加入开发者社群

    相关资讯

    热门标签

    更多标签

    活动推荐

      运营活动

      活动名称
      广告关闭

      腾讯云开发者

      扫码关注腾讯云开发者

      扫码关注腾讯云开发者

      领取腾讯云代金券

      热门产品

      热门推荐

      更多推荐

      Copyright © 2013 - 2025 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有

      深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569

      腾讯云计算（北京）有限责任公司 京ICP证150476号 | 京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287

      领券