混合ガウスモデル(GMM: Gaussian Mixture Model)
混合ガウスモデル(GMM)とは
GMMは混合モデルの一種で,ガウス分布の線形重ね合わせで表されるモデルです.十分な数のガウス分布を用い,線形結合する重みの係数と各分布の平均と共分散を調節すれば,ほぼどのような連続関数でも,任意の精度で近似することができます.GMMはその簡素さと柔軟性から,データマイニング,パターン認識,機械学習,統計的解析に広く応用されています.
Demo:入力分布の学習
【セット】ボタンで入力されたパラメータに応じてデータ(ガウス乱数)を生成します.データをセットした状態で【学習開始】ボタンを押すとGMMで推定を行います.【リセット】ボタンで入力分布と学習結果を初期化します.
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データはどのコンポーネントに所属するかという事後確率に応じて色付けされます.
コンポーネントとコンポーネントの境界付近は,
事後確率が均等に割り振られるので,コンポーネント間の中間色となります.
学習初期は分散が大きく推定されますが,
学習が進むにつれ,収束していく様子が分かると思います.
生成するデータのコンポーネント数と学習に用いるコンポーネント数を等しくすると
ほぼ理想どおりの結果に収束してくれます.