可视化 GMM 模型的拟合高斯分布答案

【问题标题】：Visualize fitted gaussian distributions from GMM model可视化 GMM 模型的拟合高斯分布
【发布时间】：2017-04-15 05:01:54
【问题描述】：

我正在尝试从高斯混合模型中可视化拟合的高斯分布，但似乎无法弄清楚。 Here 和 here 我已经看到了可视化一维模型的拟合分布的示例，但我不知道如何将其应用于具有 3 个特征的模型。是否可以可视化每个训练特征的拟合分布？

我已将我的模型命名为 estimator 并使用 X_train 对其进行训练：

estimator = GaussianMixture(covariance_type='full', init_params='kmeans', max_iter=100,
        means_init=array([[ 0.41297,  3.39635,  2.68793],
       [ 0.33418,  3.82157,  4.47384],
       [ 0.29792,  3.98821,  5.78627]]),
        n_components=3, n_init=1, precisions_init=None, random_state=0,
        reg_covar=1e-06, tol=0.001, verbose=0, verbose_interval=10,
        warm_start=False, weights_init=None)

X_train 的前 5 个样本如下所示：

X_train[:6,:] = array([[  0.29818663,   3.72573161,   4.19829702],
       [  0.24693619,   4.33026266,  10.74416161],
       [  0.21932575,   3.98019433,   8.02464581],
       [  0.24426255,   4.41868353,  10.52576923],
       [  0.16577695,   4.35316706,  12.63638592],
       [  0.28952628,   4.03706551,   8.03804016]])

X_train 的形状是(3753L, 3L)。我绘制第一个特征的拟合高斯分布的绘图例程如下：

fig, (ax1,ax2,a3) = plt.subplots(nrows=3)
#Domain for pdf
x = np.linspace(0,0.8,3753)
logprob = estimator.score_samples(X_train)
resp = estimator.predict_proba(X_train)
pdf = np.exp(logprob)
pdf_individual = resp * pdf[:, np.newaxis]
ax1.hist(X_train[:,0],30, normed=True, histtype='stepfilled', alpha=0.4)    
ax1.plot(x, pdf, '-k')
ax1.plot(x, pdf_individual, '--k')
ax1.text(0.04, 0.96, "Best-fit Mixture",
        ha='left', va='top', transform=ax.transAxes)
ax1.set_xlabel('$x$')
ax1.set_ylabel('$p(x)$')  
plt.show()

但这似乎不起作用。关于如何完成这项工作的任何想法？

【问题讨论】：

你的错误是什么？你是如何拟合估计器的？ estimator.fit(X_train)?

标签： python matplotlib scikit-learn mixture-model

【解决方案1】：

如果我加载您的样本数据并拟合估算器：

X_train = np.array([[  0.29818663,   3.72573161,   4.19829702],
   [  0.24693619,   4.33026266,  10.74416161],
   [  0.21932575,   3.98019433,   8.02464581],
   [  0.24426255,   4.41868353,  10.52576923],
   [  0.16577695,   4.35316706,  12.63638592],
   [  0.28952628,   4.03706551,   8.03804016]])
estimator.fit(X_train)

几个问题：linspace length 不正确，您正在调用 ax.transAxes，但您尚未定义任何 ax。这是一个有效的版本：

fig, (ax1,ax2,a3) = plt.subplots(nrows=3)

logprob = estimator.score_samples(X_train)
resp = estimator.predict_proba(X_train)

这里的长度应该与 logprob/pdf 一相匹配

#Domain for pdf
x = np.linspace(0,0.8,len(logprob))

pdf = np.exp(logprob)
pdf_individual = resp * pdf[:, np.newaxis]
ax1.hist(X_train[:,0],30, normed=True, histtype='stepfilled', alpha=0.4)    
ax1.plot(x, pdf, '-k')
ax1.plot(x, pdf_individual, '--k')

这里需要 ax1.transAxes：

ax1.text(0.04, 0.96, "Best-fit Mixture",
        ha='left', va='top', transform=ax1.transAxes)
ax1.set_xlabel('$x$')
ax1.set_ylabel('$p(x)$')  
plt.show()

【讨论】：