← SŁOWNIK LOTNICZY
0-9 A B C D E F G H I J K L M N O P R S T U V W Z
Słownik lotniczy

Czym jest k-najbliższych sąsiadów (kNN)?

Machine Learning · Classification 8 języki
Definicja
Algorytm k-najbliższych sąsiadów (kNN) to metoda uczenia nadzorowanego, która przypisuje punktowi klasę, jaką ma większość z jego k najbliższych zapisanych punktów.

Definicja

Algorytm k-najbliższych sąsiadów (kNN) to metoda uczenia nadzorowanego, która klasyfikuje punkt według najczęstszej klasy wśród jego k najbliższych zapisanych punktów.

kNN nie ma jawnego etapu trenowania. Zapisuje oznaczone przykłady i wykonuje obliczenia, gdy nadejdzie zapytanie. Scikit-learn nazywa to uczeniem opartym na instancjach, bez uogólniania.

Jak działa

  1. Wybierz k i miarę odległości. Najczęstszym wyborem jest odległość euklidesowa.
  2. Znajdź k zapisanych punktów najbliższych punktowi zapytania.
  3. Przypisz punktowi zapytania klasę, jaką ma większość z tych k punktów.

Domyślnie każdy sąsiad ma jeden głos. W ważonym kNN bliżsi sąsiedzi liczą się bardziej, na przykład z wagą 1/d, gdzie d to odległość od sąsiada.

Wybór k

Najlepsza wartość k zależy od danych. Większe k tłumi szum, ale sprawia, że granice klas są mniej wyraźne. Walidacja krzyżowa znajduje dobrą wartość k na podstawie danych. Dla dwóch klas nieparzyste k pozwala uniknąć remisów w głosowaniu.

Ograniczenia

  • Jeśli cechy mają różne jednostki lub skale, normalizacja każdej cechy może znacznie poprawić dokładność.
  • Wyszukiwanie typu brute force porównuje zapytanie z każdym zapisanym punktem. Staje się to niewykonalne, gdy liczba punktów rośnie.
  • Wyszukiwanie oparte na drzewach, na przykład drzewie KD, jest szybkie tylko w niskich wymiarach (poniżej około 20). W wysokich wymiarach odległość euklidesowa jest też mniej użyteczna, ponieważ wszystkie wektory są prawie równie odległe od zapytania.
  • Biblioteki takie jak Faiss przeszukują duże zbiory wektorów. Oferują wyszukiwanie dokładne i skompresowane indeksy. Skompresowane indeksy dają mniej precyzyjne wyniki.

Historia

Evelyn Fix i Joseph Hodges po raz pierwszy opracowali tę metodę w 1951 roku w raporcie dla USAF School of Aviation Medicine. Thomas Cover i Hart opublikowali „Nearest neighbor pattern classification” w 1967 roku. Przy nieograniczonej liczbie danych treningowych współczynnik błędu reguły 1-najbliższego sąsiada nie przekracza dwukrotności błędu Bayesa.

Często zadawane pytania

Jak wybrać k w kNN?
Sprawdź kilka wartości k walidacją krzyżową i wybierz tę, która daje najlepszy wynik na danych odłożonych. Najlepsze k zależy od danych. Większe k tłumi szum, ale sprawia, że granice klas są mniej wyraźne. W zadaniu z dwiema klasami nieparzyste k pozwala uniknąć remisów w głosowaniu.
Czy kNN wymaga trenowania?
Nie, kNN nie ma jawnego etapu trenowania. Zapisuje oznaczone przykłady i wykonuje całe obliczenia, gdy nadejdzie zapytanie. Scikit-learn nazywa to uczeniem opartym na instancjach, bez uogólniania.
Czym jest ważony kNN?
Ważony kNN pozwala, by bliżsi sąsiedzi liczyli się w głosowaniu bardziej niż dalsi. Częstym wyborem jest waga 1/d, gdzie d to odległość od sąsiada. W scikit-learn domyślnie stosowane są jednakowe wagi, a weights = 'distance' daje wagi proporcjonalne do odwrotności odległości.

Bibliografia

wikipedia-knn
k-nearest neighbors algorithm Wikipedia
faiss-readme
Faiss: a library for efficient similarity search and clustering of dense vectors Meta Research (facebookresearch/faiss on GitHub)
faiss-getting-started
Faiss wiki: Getting started Meta Research (facebookresearch/faiss on GitHub)

To wpis referencyjny. TarmacView świadczy usługi inspekcji dronami i nie sprzedaje sprzętu ani materiałów opisanych w tym słowniczku.

Rozpocznij Potrzebujesz weryfikacji oświetlenia lotniska? TarmacView sprawdza PAPI, oświetlenie pasa startowego i podejścia za pomocą drona, między ruchami statków powietrznych, i dostarcza raport zgodności przygotowany dla Twojego regulatora. Inspekcja nawierzchni i przeszkód jest w trakcie opracowywania.
Czytaj dalej

Dowiedz się więcej

03 STRONY
Macierz pomyłek
glossary

Macierz pomyłek

Macierz pomyłek to tabela, która zlicza, jak model klasyfikacyjny przydziela elementy do przewidywanych klas. Jak ją czytać i jakie metryki z niej wynikają.

FAISS
glossary

FAISS

FAISS to biblioteka open-source, która w dużym zbiorze wyszukuje wektory najbliższe zapytaniu. Typy indeksów, wyszukiwanie dokładne i przybliżone, podobieństwo cosinusowe.

Przestrzeń osadzeń
glossary

Przestrzeń osadzeń

Przestrzeń osadzeń to wielowymiarowa przestrzeń matematyczna, w której obiekty takie jak obrazy, tekst czy dane sensoryczne są reprezentowane jako wektory, umożliwiając wyszukiwanie podobieństw i rozpoznawanie wzorców w systemach inspekcji infrastruktury opartych na sztucznej inteligencji.