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Mejora de la inicialización del algoritmo EM para la estimación de parámetros del modelo de mezcla

Autores: Pani, Branislav; Klemenc, Jernej; Nagode, Marko

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Mejora de la inicialización del algoritmo EM para la estimación de parámetros del modelo de mezcla


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Esperanza-maximización
Modelo de mezcla
Algoritmo
Inicialización
Componentes
Estimación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 40

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Una herramienta comúnmente utilizada para estimar los parámetros de un modelo de mezcla es el algoritmo Expectation-Maximization (EM), que es un procedimiento iterativo que puede funcionar como un estimador de máxima verosimilitud. El algoritmo EM tiene desventajas bien documentadas, como la necesidad de buenos valores iniciales y la posibilidad de quedar atrapado en óptimos locales. Sin embargo, debido a sus propiedades atractivas, el EM juega un papel importante en la estimación de los parámetros de modelos de mezcla. Para superar estos problemas de inicialización con el EM, en este artículo, proponemos el algoritmo de estimación de mezcla Rough-Enhanced-Bayes (REBMIX) como un algoritmo de inicialización más efectivo. Se derivan tres estrategias diferentes para tratar con el número desconocido de componentes en el modelo de mezcla. Estas estrategias se prueban a fondo en conjuntos de datos artificiales, conjuntos de datos de estimación de densidad y problemas de segmentación de imágenes, y se comparan con métodos de inicialización de vanguardia para el EM. Nuestra propuesta muestra resultados prometedores en cuanto a rendimiento de agrupamiento y estimación de densidad, así como en cuanto a eficiencia computacional. Todas las mejoras se implementan en el paquete R.

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