目的関数の最小化 1/6
13/64
E stepと M step を収束するまで繰り返す.
<latexit sha1_base64="Sgdq1hsgB55hSlUfkny7mb/nvlY=">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</latexit>
E step
<latexit sha1_base64="b9IZ+uhF6+OgnhiwKZIPcmrdjSc=">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</latexit>
M step
目的関数の最小化 5/6
17/64
E stepと M step を収束するまで繰り返す.
<latexit sha1_base64="Sgdq1hsgB55hSlUfkny7mb/nvlY=">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</latexit>
E step
<latexit sha1_base64="b9IZ+uhF6+OgnhiwKZIPcmrdjSc=">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</latexit>
M step
再掲
17.
目的関数の最小化 6/6
18/64
E stepと M step を収束するまで繰り返す.
E step
M step
<latexit sha1_base64="YSHxOIEX7RVAIrR0Uz/UpYjnh8w=">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</latexit>
<latexit sha1_base64="LgZG+jM8mC/FO5V19mkwJQRgzGk=">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</latexit>
=> 解釈へ
18.
最適解の解釈 1/2
19/64
E step
一番近いプロトタイプのクラスタに割り当てる!
<latexitsha1_base64="LgZG+jM8mC/FO5V19mkwJQRgzGk=">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</latexit>
19.
最適解の解釈 2/2
20/64
M step
<latexitsha1_base64="XiiIpC8/kVZa9tmA9e1V1cv05OM=">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</latexit>
分母: クラスタ k のデータ数
分子: クラスタ k のデータの総和
各クラスタでデータの平均をとる!
20.
アルゴリズムの収束性
21/64
K-means アルゴリズム
For moredetails, see MacQueen (1967)
各ステップは J を減少させるので
アルゴリズムの収束は保証されている (Ex. 9.1). ※ 最小点に収束する保証はなし
再割当が起こらなくなるまで
繰り返す
E step: クラスタへの再割当
M step: クラスタ平均の再計算
EM アルゴリズム
55/64
潜在変数を持つモデルの最尤解を求めるための1つの elegantかつ強力な方法
<latexit sha1_base64="KselwTM3ph0gVoi2MZ2jwG/f4GA=">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</latexit>
EM アルゴリズムの一般化 = 変分推論法 (変分ベイズ)
EM アルゴリズムを混合ガウス分布の最尤推定に適用 =>