李航-第8章提升方法

Adaboost:adaptive Boosting。

Boosting 是 Ensemble Learning 算法的一个类别。Boost 的意思为“提升”,这类算法的思想是“给定仅比随机猜测略好的弱学习算法 ,将其提升为强学习算法”

AdaBoost最基本的性质是它能在学习过程中不断减少训练误差,即在训练数据集上的分类误差率。

a.boosting与bagging区别

一、关于bagging算法(bootstrap aggregating))
Bagging即套袋法,其算法过程如下:

1、从原始样本集中抽取训练集。每轮从原始样本集中使用Bootstraping的方法抽取n个训练样本(在训练集中,有些样本可能被多次抽取到,而有些样本可能一次都没有被抽中)。共进行k轮抽取,得到k个训练集。(k个训练集之间是相互独立的,新数据集合原数据集的大小相等)

2、每次使用一个训练集得到一个模型,k个训练集共得到k个模型。(注:这里并没有具体的分类算法或回归方法,我们可以根据具体问题采用不同的分类或回归方法,如决策树、感知器等)

3、对分类问题:将上步得到的k个模型采用投票的方式得到分类结果;对回归问题,计算上述模型的均值作为最后的结果。(所有模型的重要性相同)

二、boosting(提升方法)
其主要思想是将弱分类器组装成一个强分类器。在PAC(概率近似正确)学习框架下,则一定可以将弱分类器组装成一个强分类器。

需要注意的是:
1、通过提高那些在前一轮被弱分类器分错样例的权值,减小前一轮分对样例的权值,来使得分类器对误分的数据有较好的效果。
2、通过加法模型将弱分类器进行线性组合,比如AdaBoost通过加权多数表决的方式,即增大错误率小的分类器的权值,同时减小错误率较大的分类器的权值。而提升树通过拟合残差的方式逐步减小残差,将每一步生成的模型叠加得到最终模型。

参考链接:
机器学习中Bagging和Boosting的区别
Bagging和Boosting 概念及区别

b.adaboost算法的基本思路

基本思路是:通过反复修改训练数据的权值分布,构建系列基本分类器(弱分类器),并将这些基本分类器线性组合,构成一个强分类器。

袁春风老师的教学PPT如下:


adaboost算法.jpg
c.adaboost分类问题的损失函数优化

Q:每一轮如何改变训练数据的权值或概率分布?
AdaBoost: 提高那些被前一轮弱分类器错误分类样本的权值, 降低那些被正确分类样本的权值。

Q:如何将弱分类器组合成一个强分类器?
AdaBoost: 加权多数表决, 加大分类误差率小的弱分类器的权值, 使其在表决中起较大的作用, 减小分类误差率大的弱分类器的权值, 使其在表决中起较小的作用。

GBDT相关参考链接,强烈推荐博客:梯度提升树(GBDT)原理小结,写的很清晰。

d.GBDT的负梯度拟合

GBDT(又称Gradient Boosted Decision Tree/Grdient Boosted Regression Tree),是一个基于迭代累加的决策树算法,它通过构造一组弱的学习器(树),并把多颗决策树的结果累加起来作为最终的预测输出。

GBDT的负梯度拟合.jpg
e.GBDT回归和分类算法

1、GBDT的回归算法。


GBDT回归算法.jpg

2、GBDT的二分类和多分类问题。


二元GBDT分类算法.jpg
多元GBDT分类算法.jpg

调用机器学习包

In [2]: import numpy as np
   ...: import pandas as pd
   ...: from sklearn.datasets import load_iris
   ...: from sklearn.model_selection  import train_test_split
   ...: import matplotlib.pyplot as plt
In [3]: def  create_data():
   ...:     iris = load_iris()
   ...:     df = pd.DataFrame(iris.data, columns=iris.feature_names)
   ...:     df['label'] = iris.target
   ...:     df.columns = ['sepal length', 'sepal width', 'petal length', 'petal width', 'label']
   ...:     data = np.array(df.iloc[:100, [0, 1, -1]])
   ...:     for i in range(len(data)):
   ...:         if data[i,-1] == 0:
   ...:             data[i,-1] = -1
   ...:     # print(data)
   ...:     return data[:,:2], data[:,-1]

In [4]: X, y = create_data()
   ...: X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)

In [6]: from sklearn.ensemble import AdaBoostClassifier
   ...: clf = AdaBoostClassifier(n_estimators=100, learning_rate=0.5)
   ...: clf.fit(X_train, y_train)
   ...: 
Out[6]: 
AdaBoostClassifier(algorithm='SAMME.R', base_estimator=None,
          learning_rate=0.5, n_estimators=100, random_state=None)

In [7]: clf.score(X_test, y_test)
Out[7]: 0.95
# 可以看到其实与上几个算法相比,这个分数并不高

参考链接:
《统计学习方法》知乎参考读物
Bagging和Boosting 概念及区别
机器学习(四)--- 从gbdt到xgboost
机器学习算法总结--GBDT
梯度提升树(GBDT)原理小结

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,332评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,508评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,812评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,607评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,728评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,919评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,071评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,802评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,256评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,576评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,712评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,389评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,032评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,798评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,026评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,473评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,606评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容