机器学习——Boosting算法与Adaboost算法

Boosting算法

  关键点与难点在于如何修改数据

  原理:将 含有m个数据的数据集 丢给一个弱学习器1分类,比如分对百分之60,

那么经过一定手段修改数据集,数据个数还是m个,将修改后的数据集扔给弱学习器2训练,学习器2把在学习器1中分错的那一部分又分对百分之三十。

再修改数据集,将修改后的数据集扔给弱学习器3训练,学习器3把在学习器1和2中分错的那一部分又分对百分之三十。

最后加权融合为一个强学习器。

......

......

如下图:

重点:修改数据集的方法

①凡解(配图讲解,绝对可以懂)

设原数据集为D,将其咔嚓好几刀分为n份,假设分成了三份,一份70%,一份20%,一份10%。

先拿70%这份去给弱分类器C1进行训练,假设C1分对了55%,分错了45%。

再提溜20%那一份作为测试集,扔给C1训练,分对了算C1牛批,C1没出息分错了的话就扔给楼下的D2数据集

由C1分错了的数据加上一些C1分对了的数据共同组成数据集D2,把D2丢给一个新的弱分类器C2训练。(为什么加上一些C1分对了的数据?为了保证数据的完整性,如果D2中含有C1分的错的多,那么C2分类时就会偏向于C1分错的这部分,因为它多啊,所以尽量D2中是一半C1分对的,一半C1分错的)

以此类推,生生不息

老板,上图!

②AdaBoost算法修改数据

最好用来作分类

凡解:总而言之一句话:修改权重,基于上上个图片,可以看出,一个一个的弱分类器分类后,越往后的弱分类器分类误差率越小,也就是分类效果越好(因为分类错误的越来越少了),

官解一:

  算法/子模型会为每个样本赋予一个权重,每次用训练好的学习器标注/预测各个样本(训练数据),如果某个样本点被预测的越正确,则将样本权重降低;否则提高样本的权重。权重越高的样本在下一个迭代训练中所占的权重就越大,也就是说越难区分的样本在训练过程中会变得越重要;

  整个迭代过程直到错误率足够小或者达到一定的迭代次数为止。

官解二:

  

  其中Gm为从第一个开始的一个一个的弱分类器,G1,G2,G3......Gm。

  αm为我们分配给各个分类器的权重。

  如下公式是强分类器的公式:

  公式解释:公式的结果是加权求和的形式,组合成强分类器。Gm是弱分类器,那么Gm分类的结果就是1or-1,1or-1,1or-1,αm是权重,可以是任意值,所以αm是连续的,那么也就是连续的,但是我们最后搭建的是分类器,所以用符号函数,把连续的量变成离散的量。

  那么现在就该求αm和Gm了吧,首先搞清楚分类的目标是什么?答:分类的准确率。自然就是错误率越低越好咯。

  那我们以分类错误的几率作为损失函数,分类错误的几率如何表示?分类错误的个数/总的个数,分类错误的个数如何表示?G(x)≠yi,G(x)是强分类器分类的结果,yi是对应的正确的分类标签。G(x)≠yi也就是说强学习器分类的结果和它正确的所属类别不同,不就是分类错误咯。为了便于操作,用指示函数把它套上,即I(G(x)≠yi),意思是分类错误的话记作1,分类正确的话记作0,i从1到n就是分类错误的样本个数,n是总的个数,即所有样本的个数,再除以n,不就是错误率了吗,最后损失函数公式如下: 

  现在再回归我们一开始的目标:让其准确率最高,即错误率最低,求αm和Gm。----很明显,损失函数和αm与Gm没有半毛钱关系,那怎么办?扩大呗,扩大后让它们有关系呗,怎么扩大?这个有点乱,我用手写表示吧,上图!

最后损失函数公式建立起来关系后为:

目的是准确率最高,那么找损失函数最小值即可,也就是找最小值即可。

f(x)其实是α1G1+α2G2+α3G3+.....+αmGm,而Boosting思想是搭建了第一个分类器才搭建第二个分类器,那么当我要求αmGm的时候,实际上从α1G1到αm-1Gm-1都是知道的,那么损失函数中的f(x)就可以写成f(m-1)(x)+αmGm,得到

化简后得到

那么实际过程中,假设Gm这个分类器我们已知了,那么最后的式子就只有一个αm是未知参数,要错误率最小,即求loss函数的最小值,即求导=0即可,对谁求导?一个未知参数,αm。求导过程如下,手推了一遍,有些乱,但是易懂,嫌乱的后面有官解过程

Adaboost第二种修改数据集的方式其实就是修改样本的权重,即wi

如下图

权重更新用的就是公式

每搭建一个弱分类器,就和之前的弱分类器集成一下,集成完之后看看结合成的强学习器的结果,达到要求不再往下进行,达不到继续搭建弱分类器,要求就是准确率。

其中,基本上在代码中可调整的参数仅有n_estimators(弱分类器的个数)

原文地址:https://www.cnblogs.com/qianchaomoon/p/12128774.html

时间: 2024-10-05 05:25:22

机器学习——Boosting算法与Adaboost算法的相关文章

【机器学习笔记之四】Adaboost 算法

本文结构: 什么是集成学习? 为什么集成的效果就会好于单个学习器? 如何生成个体学习器? 什么是 Boosting? Adaboost 算法? 什么是集成学习 集成学习就是将多个弱的学习器结合起来组成一个强的学习器. 这就涉及到,先产生一组‘个体学习器’,再用一个策略将它们结合起来. 个体学习器可以选择:决策树,神经网络.集成时可以所有个体学习器属于同一类算法:全是决策树,或全是神经网络:也可以来自不同的算法.结合策略:例如分类问题,可以用投票法,少数服从多数. 之所以用这种集成的思想,是因为单

【机器学习详解】AdaBoost算法原理

转载请注明出处:勿在浮沙筑高台http://blog.csdn.net/luoshixian099/article/details/51714346 1.概念 AdaBoost是一种级联算法模型,即把几个弱分类器级联到一起去处理同一个分类问题.也就是"三个臭皮匠顶一个诸葛亮"的道理.例如一个专家作出的判定往往没有几个专家一起作出的判定更准确.一种情况:如果每个专家都仅有一票的权利,采用投票机制的方法属于uniform形式:另一种情况是分配给每个专家的票数不一致则属于linear形式.A

《机器学习实战》AdaBoost算法的分析与实现

===================================================================== <机器学习实战>系列博客是博主阅读<机器学习实战>这本书的笔记也包含一些其他python实现的机器学习算法 github 源码同步:https://github.com/Thinkgamer/Machine-Learning-With-Python 算法实现均采用Python              如需转载请注明出处,谢谢 ========

机器学习经典算法详解及Python实现--元算法、AdaBoost

第一节,元算法略述 遇到罕见病例时,医院会组织专家团进行临床会诊共同分析病例以判定结果.如同专家团临床会诊一样,重大决定汇总多个人的意见往往胜过一个人的决定.机器学习中也吸取了'三个臭皮匠顶个诸葛亮'(实质上是由三个裨将顶个诸葛亮口误演化而来)的思想,这就是元算法的思想.元算法(meta-algorithm)也叫集成方法(ensemble method),通过将其他算法进行组合而形成更优的算法,组合方式包括:不同算法的集成,数据集不同部分采用不同算法分类后的集成或者同一算法在不同设置下的集成.

Adaboost算法初识

1.算法思想很简单: AdaBoost 是一种迭代算法,其核心思想是针对同一个训练集训练不同的分类器,即弱分类器,然后把这些弱分类器集合起来,构造一个更强的最终分类器.(三个臭皮匠,顶个诸葛亮) 它的自适应在于:前一个基本分类器分错的样本会得到加强,加权后的全体样本再次被用来训练下一个基本分类器.同时,在每一轮中加入一个新的弱分类器,直到达到某个预定的足够小的错误率或达到预先指定的最大迭代次数. 2.具体说来,整个Adaboost 迭代算法就3步: 初始化训练数据的权值分布.如果有N个样本,则每

AdaBoost算法详解与实战

[原创]Liu_LongPo 转载请注明出处 [CSDN]http://blog.csdn.net/llp1992 AdaBoost算法是基于单层决策树等弱分类算法的强学习分类算法.单层决策树算法也是一种分类算法,但是其分类效果较差,只根据一个特征进行数据划分,因此单层决策树算法被称为弱分类算法:而AdaBoost算法通过将多个弱分类算法串行训练而成,属于强分类算法. AdaBoost算法是boosting算法的一种,它所串联的弱分类器一般都是一致的,而且它训练是的关注点在于被之前分类器分错的数

Adaboost 算法

一 Boosting 算法的起源 boost 算法系列的起源来自于PAC Learnability(PAC 可学习性).这套理论主要研究的是什么时候一个问题是可被学习的,当然也会探讨针对可学习的问题的具体的学习算法.这套理论是由Valiant提出来的,也因此(还有其他贡献哈)他获得了2010年的图灵奖.这里也贴出Valiant的头像,表示下俺等菜鸟的膜拜之情.哈哈哈 PAC 定义了学习算法的强弱   弱学习算法---识别错误率小于1/2(即准确率仅比随机猜测略高的学习算法)   强学习算法---

机器学习实战笔记-利用AdaBoost元算法提高分类性能

做重要决定时,大家可能都会考虑吸取多个专家而不只是一个人的意见.机器学习处理问题时又何尝不是如此?这就是元算法(meta-algorithm ) 背后的思路.元算法是对其他算法进行组合的一种方式 7.1 基于数据集多重抽样的分类器 ??我们自然可以将不同的分类器组合起来,而这种组合结果则被称为集成方法(ensemblemethod)或者元算法(meta-algorithm).使用集成方法时会有多种形式:可以是不同算法的集成,也可以是同一算法在不同设置下的集成,还可以是数据集不同部分分配给不同分类

机器学习之Adaboost算法原理

转自:http://www.cnblogs.com/pinard/p/6133937.html 在集成学习原理小结中,我们讲到了集成学习按照个体学习器之间是否存在依赖关系可以分为两类,第一个是个体学习器之间存在强依赖关系,另一类是个体学习器之间不存在强依赖关系.前者的代表算法就是是boosting系列算法.在boosting系列算法中, Adaboost是最著名的算法之一.Adaboost既可以用作分类,也可以用作回归.本文就对Adaboost算法做一个总结. 1. 回顾boosting算法的基