数据挖掘——集成学习

数据挖掘------集成学习

集成学习

集成学习(Ensemble learning)方法通过组合多种学习算法来获得比单独使用任何一种算法更好的预测性能。

动机是为了提高但分类器的性能

Bagging:有放回采样

Bagging算法,也称作Bootstrap Aggregating,是一种集成学习的方法。它通过从原始数据集中随机抽取多个有放回的样本集,然后基于这些样本集训练多个独立的学习器,最后将这些学习器的输出进行组合以得到最终的预测结果。

具体的步骤如下:

  1. 从原始训练集中随机抽取多个有放回的样本集,每个样本集的大小与原始训练集相同。
  2. 使用每个样本集训练一个独立的学习器,可以使用任何分类或回归算法。
  3. 对于分类问题,将每个学习器的输出进行投票,选择得票最多的类别作为最终的预测结果。
    对于回归问题,将每个学习器的输出进行平均,作为最终的预测结果。
  4. 最终的预测结果即为集成学习器的输出。

Bagging算法通过在训练过程中引入随机性,可以减小过拟合的风险,提高模型的稳定性和泛化能力。它适用于大部分机器学习算法,并且可以并行地训练多个学习器,提高模型训练的效率。

随机森林

基本思想:随机森林就是通过集成学习的思想将多棵树集成的一种算法,它的基本单元是决策树(如CART)。

随机森林的名称中有两个关键词,一个是"随机",一个就是"森林"。

  • "森林"很好理解,一棵叫做树,那么成百上千棵就可以叫做森林了,其实这也是随机森林的主要思想--集成思想的体现。
  • "随机"的包括随机选取训练样本集和随机选取分裂属性集。

优点:

  • 两个随机性的引入,使得随机森林不容易陷入过拟合
  • 两个随机性的引入,使得随机森林具有很好的抗噪声能力
  • 对数据集的适应能力强:既能处理离散型数据,也能处理连续型数据,数据集无需规范化且能够有效地运行在大数据集上
  • 能够处理具有高维特征的输入样本,而且不需要降维
  • 对于缺省值问题也能够获得很好得结果。

Boosting

核心思想:样本的权重

  • 没有先验知识的情况下,初始的分布应为等概分布,也就是训练集如果有N个样本,每个样本的分布概率为1/N
  • 每次循环后提高错误样本的分布概率,分错样本在训练集中所占权重增大, 使得下一次循环的弱学习器能够集中力量对这些错误样本进行判断

弱学习器的权重

  • 准确率越高的弱学习机权重越高

循环控制:损失函数达到最小

  • 在强学习器的组合中增加一个加权的弱学习器,使准确率提高,损失函数值减小

Stacking

Stacking算法(也称为stacked generalization)是一种用于集成学习的算法。它通过将多个基础模型的预测结果作为输入,再通过一个元模型来组合这些预测结果,从而得到最终的预测结果。Stacking算法的基本思想是将基础模型的预测结果作为新的特征,再将这些特征输入给元模型进行训练和预测。具体而言,Stacking算法的步骤如下:

  1. 将训练数据集分为若干个子集(通常是交叉验证的折数);
  2. 对于每个子集,使用不同的基础模型进行训练,并使用该模型对剩下的子集进行预测;
  3. 将不同模型的预测结果堆叠在一起,作为新的特征;
  4. 使用元模型(通常是线性回归、逻辑回归等)对新特征进行训练,并使用该模型对测试数据进行预测。

Stacking算法的优点在于它能够结合不同模型的优势,提高预测准确性。然而,Stacking算法也存在一些缺点,例如需要更多的计算资源和时间,以及可能会导致过拟合问题。因此,在使用Stacking算法时需要谨慎选择基础模型和元模型,并进行适当的调参和交叉验证。

相关推荐
boooo_hhh38 分钟前
深度学习笔记16-VGG-16算法-Pytorch实现人脸识别
pytorch·深度学习·机器学习
AnnyYoung42 分钟前
华为云deepseek大模型平台:deepseek满血版
人工智能·ai·华为云
INDEMIND2 小时前
INDEMIND:AI视觉赋能服务机器人,“零”碰撞避障技术实现全天候安全
人工智能·视觉导航·服务机器人·商用机器人
慕容木木2 小时前
【全网最全教程】使用最强DeepSeekR1+联网的火山引擎,没有生成长度限制,DeepSeek本体的替代品,可本地部署+知识库,注册即可有750w的token使用
人工智能·火山引擎·deepseek·deepseek r1
南 阳2 小时前
百度搜索全面接入DeepSeek-R1满血版:AI与搜索的全新融合
人工智能·chatgpt
企鹅侠客2 小时前
开源免费文档翻译工具 可支持pdf、word、excel、ppt
人工智能·pdf·word·excel·自动翻译
冰淇淋百宝箱2 小时前
AI 安全时代:SDL与大模型结合的“王炸组合”——技术落地与实战指南
人工智能·安全
Elastic 中国社区官方博客3 小时前
Elasticsearch Open Inference API 增加了对 Jina AI 嵌入和 Rerank 模型的支持
大数据·人工智能·elasticsearch·搜索引擎·ai·全文检索·jina
AWS官方合作商3 小时前
Amazon Lex:AI对话引擎重构企业服务新范式
人工智能·ai·机器人·aws
workflower3 小时前
Prompt Engineering的重要性
大数据·人工智能·设计模式·prompt·软件工程·需求分析·ai编程