当做重要决定时,我们可能会考虑吸取多个专家而不只是一个人的意见。机器学习处理问题也是这样,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,其中最流行的一种算法就是AdaBoost算法。某些人认为AdaBoost是最好的监督学习的方法,所以该方法是机器学习工具箱中最强有力的工具之一。
集成学习或者元算法的一般结构是:先产生一组“个体学习器”,再用某种策略将他们结合起来。个体学习器通常是由一个现有的学习算法从训练数据产生。
根据个体学习器的生成方式,目前的集成学习方法大致可分为两大类,即
1.个体学习器间存在强依赖关系、必须串行生成的序列化方法,典型的代表是Boosting,其中AdaBoost就是Boosting的最流行的一个版本
2.个体学习器间不存在强依赖关系、可同时生成的并行化方法,典型的代表是Bagging和“随机森林”(Random Forest)
AdaBoost
优点:泛化错误率低,易编码,可以应用在大部分分类器上,无参数调整
缺点:对离群点敏感
使用数据类型:数值型和标称型数据
bagging:基于数据随机重抽样的分类器构建方法
自举汇聚法(bootstrap aggregating),也称为bagging方法,它直接基于自助采样法(bootstrap samping)。
给定包含m个样本的数据集,我们先随机取出一个样本放入采样集中,再把该样本放回初始数据集,使得下次采样时该样本仍有可能被选中,这样,经过m次随机采样操作,我们得到了含m个样本的采样集。这样从原始数据集选择T次后得到T个新数据集,且每个新数据集的大小和原数据集的大小相等。在T个新数据集建好之后,将某个学习算法分别作用于每个数据集就得到了T个分类器。当我们要对新数据集进行分类时,就可以应用这T个分类器进行分类。与此同时,选择分类器投票结果中最多的类别作为最后的分类结果(权重相等)。
Boosting
boosting是一种和bagging很类似的技术。其使用的多个分类器的类型都是一致的。
在boosting中,不同的分类器是通过串行训练而获得的,每个新分类器都根据已训练出的分类器的性能来进行训练。boosting是通过集中关注被已有分类器错分的那些数据来获得新的分类器。
boosting分类的结果是基于所有分类器的加权求和结果的,在bagging中的分类器权重是相等的,而boosting中的分类器权重并不相等,每个权重代表的是其对应分类器在上一轮迭代中的成功度。
现在介绍其中的AdaBoost