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MATLAB实现基于CRP的Dirichlet混合过程建模系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于中式餐馆过程(CRP)的Dirichlet混合过程生成机制,支持通过参数α和基分布H模拟混合过程,并提供可视化界面展示客户分配与聚类动态演化,适用于非参数贝叶斯建模研究。

详 情 说 明

基于中式餐馆过程的Dirichlet混合过程建模与分析系统

项目介绍

本项目实现了一个基于贝叶斯非参数统计的Dirichlet混合过程建模系统,核心采用中式餐馆过程(Chinese Restaurant Process, CRP)进行聚类分配。系统能够模拟不同参数设置下的混合过程生成机制,提供完整的参数估计和可视化分析功能,支持与有限混合模型的对比分析,适用于无监督学习、聚类分析和概率建模研究。

功能特性

  • 完整生成机制:实现Dirichlet混合过程的完整生成流程,通过CRP进行动态聚类分配
  • 参数灵活配置:支持浓度参数α(标量或向量)和基分布H的多样化设置
  • 交互式可视化:提供CRP座位分配过程动画、聚类演化轨迹、参数收敛曲线等可视化展示
  • 贝叶斯推断模块:集成马尔可夫链蒙特卡罗方法,实现对观测数据的后验参数估计
  • 模型对比分析:支持与有限混合模型的性能比较,输出多种评估指标

使用方法

基本参数设置

设置浓度参数α(标量或标量向量)、基分布H(高斯分布、伽马分布等概率分布对象),定义观测数据的特征维度D。

数据输入格式

输入观测数据为N×D维数值矩阵,其中N为样本数量,D为特征维度。支持CSV、MAT等标准数据格式。

运行分析流程

  1. 配置模型参数和超参数(迭代次数、收敛阈值、先验分布参数)
  2. 运行主分析程序启动CRP聚类过程
  3. 查看实时生成的可视化结果和收敛诊断
  4. 获取聚类分配标签、组件参数估计和模型评估报告

输出结果解读

  • 聚类分配:N×1类别标签向量,标识每个样本的簇归属
  • 参数估计:各聚类组件的参数后验分布统计量
  • 模型评估:边际似然值、聚类数量轨迹等量化指标
  • 可视化输出:动态分配过程、聚类边界、收敛曲线等图形结果

系统要求

  • 操作系统:Windows 10/11,macOS 10.14+,Linux Ubuntu 16.04+
  • 运行环境:MATLAB R2020a或更高版本
  • 必要工具箱:Statistics and Machine Learning Toolbox,Image Processing Toolbox(用于可视化)
  • 内存要求:最低4GB RAM,推荐8GB以上(取决于数据规模)
  • 存储空间:至少1GB可用磁盘空间

文件说明

主入口文件实现了系统的核心控制逻辑,整合了中式餐馆过程模拟、参数后验推断、可视化生成和模型对比分析四大功能模块。具体负责协调数据输入处理、CRP聚类分配执行、MCMC采样迭代计算、结果可视化渲染以及性能评估报告生成等完整工作流程,为用户提供一体化的建模分析体验。