機器學習實戰之adaboost

2021-08-26 20:31:43 字數 2337 閱讀 4731

adaboost,是英文"adaptive boosting"(自適應增強)的縮寫。它的自適應在於:前乙個基本分類器分錯的樣本會得到加強,加權後的全體樣本再次被用來訓練下乙個基本分類器。同時,在每一輪中加入乙個新的弱分類器,直到達到某個預定的足夠小的錯誤率或達到預先指定的最大迭代次數。

1.演算法流程:

給定乙個資料集

step1:初始化資料的權重向量d,每乙個樣本都被賦予相同權重1/n

step2:進行迭代,用m=1,2,..m表示當前第m輪迭代

(1)使用帶權值dm的資料集訓練得到弱分類器gm(選取讓誤差率最小的閾值來設計基本分類器,本文採用單決策樹作為基本分類器)

(2) 計算gm(x)在訓練資料集上的分類誤差率

即錯分類樣本例項的權值之和

(3)計算gm(x)的係數

(4)更新訓練集的權值分布,計算向量dm+1,用於下一輪迭代

其中,zm是規範化因子,使得dm+1成為乙個概率分布:

(5)組合各個弱分類器

得到強分類器

2.例項**

from numpy import *

def loadsimpdata():

datmat = matrix([[ 1. , 2.1],

[ 2. , 1.1],

[ 1.3, 1. ],

[ 1. , 1. ],

[ 2. , 1. ]])

classlabels = [1.0, 1.0, -1.0, -1.0, 1.0]

return datmat,classlabels

# 讀取資料,得到特徵矩陣和標籤矩陣

def loaddata(filename):

datamat=

labelmat=

fr=open(filename)

for line in fr.readlines():

currline=line.strip().split('\t')

linearr=[float(a) for a in currline[:-1]]

return datamat,labelmat

#構建單決策樹;可根據任意特徵分量設定閾值將資料分為兩類

def stumpclassify(datamat,dim,threshval,threshineq):

retarr=ones((shape(datamat)[0],1))

if threshineq=='lt':

retarr[datamat[:,dim]<=threshval]=-1 #陣列過濾,小於閾值的歸為-1類

else:

retarr[datamat[:,dim]>=threshval]=-1

return retarr

#選擇最佳決策樹;d為樣本權重係數向量

def buildstump(datamat,labelmat,d):

datamatrix=mat(datamat)

labelmatrix=mat(labelmat).transpose()

stump={}

m,n=shape(datamatrix)

bestclassest=ones((m,1))

numstep=10

minerror=inf

for i in range(n):#對每一維度特徵進行迴圈

maxval=datamatrix[:,i].max()

minval=datamatrix[:,i].min()

sizestep=(maxval-minval)/numstep

for j in range(-1,numstep+1):#對不同閾值迴圈;

for threshineq in ['lt','gt']:#對不等號方向進行迴圈

threshval=minval+j*sizestep

predictval=stumpclassify(datamatrix,i,threshval,threshineq)

errarr=mat(ones((m,1)))

errarr[predictval==labelmatrix]=0

weightederror=d.t*mat(errarr)

#print ("split: dim %d, thresh %.2f, thresh ineqal: %s, the weighted error is %.3f" % (i, threshval, threshineq, weightederror))

if weightederror最後通過在馬疝病資料集上運用adaboost分類器,對病馬是否死亡進行**。當分類器數目為50時,分類錯誤率可以達到21%,取得不錯的結果。

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