类别不平衡就是指分类问题中不同类别的训练样本相差悬殊的情况,例如正例有900个,而反例只有100个,这个时候我们就需要进行相应的处理来平衡这个问题。常见的做法有三种
1. 在训练样本较多的类别中进行“欠采样”,比如从正例中采出100个,常见的算法有:EasyEnsemble
2. 在训练样本较少的类别中进行“过采样”,例如通过对反例中的数据进行插值,来产生额外的反例,常见的算法有SMOTE
3. 直接基于原数据集进行学习,对预测值进行“再缩放”处理。其中再缩放也是代价敏感学习的基础
决策树是基于树结构来进行决策的
一位捉急的母亲想要给自己的女娃介绍一个男朋友,于是有了下面的对话
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女儿:多大年纪了?
母亲:26。
女儿:长的帅不帅?
母亲:挺帅的。
女儿:收入高不?
母亲:不算很高,中等情况。
女儿:是公务员不?
母亲:是,在税务局上班呢。
女儿:那好,我去见见
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这个女孩的挑剔过程就是一个典型的决策树,即相当于通过年龄、长相、收入和是否公务员将男童鞋分为两个类别:见和不见。假设这个女孩对男人的要求是:30岁以下、长相中等以上并且是高收入者或中等以上收入的公务员,那么使用下图就能很好地表示女孩的决策逻辑(即一颗决策树)
在上图的决策树中,决策过程的每一次判定都是对某一属性的“测试”,决策最终结论则对应最终的判定结果。一般一颗决策树包含:一个根节点、若干个内部节点和若干个叶子节点,易知
* 每个非叶节点表示一个特征属性测试。
* 每个分支代表这个特征属性在某个值域上的输出。
* 每个叶子节点存放一个类别。
* 每个节点包含的样本集合通过属性测试被划分到子节点中,根节点包含样本全集。
决策树的构造是一个递归的过程,有三种情形会导致递归返回:(1) 当前结点包含的样本全属于同一类别,这时直接将该节点标记为叶节点,并设为相应的类别;(2) 当前属性集为空,或是所有样本在所有属性上取值相同,无法划分,这时将该节点标记为叶节点,并将其类别设为该节点所含样本最多的类别;(3) 当前结点包含的样本集合为空,不能划分,这时也将该节点标记为叶节点,并将其类别设为父节点中所含样本最多的类别。算法的基本流程如下图所示
决策树学习的关键在于如何选择划分属性,不同的划分属性得出不同的分支结构,从而影响整颗决策树的性能。