5 1 決策樹的模型

2021-10-04 06:29:27 字數 1593 閱讀 8598

決定用哪個特徵來劃分特徵空間。

通過資訊增益選取對訓練資料具有分類能力的特徵。熵

資訊增益g(d,a)定義為集合d的經驗熵h(d)與特徵a給定條件下d的經驗條件熵h(d|a)之差,即

g (d

,a)=

h(d)

−h(d

∣a

)g(d, a) = h(d) - h(d|a)

g(d,a)

=h(d

)−h(

d∣a)

資訊熵增益準則的特徵選擇方法:對訓練資料集(或子集)d,計算其每個特徵的資訊增益,並比較它們的大小,選擇資訊增益最大的特徵。

生成最優決策樹是np完全問題。

因此使用啟發式方法,生成次最優決策樹。

即遞迴選擇最優特徵。

生成的決策樹容易發生過擬合,需要修剪。

決策樹的生成是尋找區域性最優的決策樹。

決策樹的修剪則是尋找全域性最優的決策樹。

決策樹的剪枝往往通過極小化決策樹整體的損失函式來實現

定義:t:修剪前的決策樹

|t|:t的葉子結點樹

t:t的某個葉結點

n

tn_t

nt​:葉結點t的樣本數

n tk

n_nt

k​:葉結點t的樣本中標籤為k的樣本樹

h t(

t)

h_t(t)

ht​(t)

: 葉結

點t上的

經驗熵a

:引數,

:葉結點t上的經驗熵 a:引數,

:葉結點t上

的經驗熵

a:引數,a≥

0a \ge 0

a≥0損失函式:

c a(

t)=c

(t)+

a∣t∣

(1)c_a(t) = c(t) + a|t| \tag

ca​(t)

=c(t

)+a∣

t∣(1)c(

t)=∑

∣t∣n

tht(

t)

(2)c(t) = \sum^n_th_t(t) \tag

c(t)=∑

∣t∣​

nt​h

t​(t

)(2)

p k=

ntkn

t(3)

p_k = \frac} \tag

pk​=nt

​ntk

​​(3)ht

(t)=

−∑kp

klog⁡p

k(4)

h_t(t) = -\sum^kp_k\log p_k \tag

ht​(t)

=−∑k

​pk​

logpk​

(4)說明:

公式(1)中的第1項為模型對訓練資料**誤差,代表模型的模擬度

公式(1)代表模型的複雜度

公式(1)中的a代表平衡模型擬合度和複雜度之間的關係

損失函式極小化 = 正則化的極大似然估計

決策樹模型

決策樹採用樹結構來進行決策的,可以認為是if then規則集合,也可以認為是對特徵空間劃分,每個子空間對應乙個輸出。其優點簡單,快速,可解釋性強。決策樹通常包含三部分 特徵選擇,決策樹生成,決策樹剪枝。資訊增益,資訊增益比,基尼指數是常用的特徵選擇準則 資訊熵 表示變數的不確定程度,資訊熵越大不確定...

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前言 決策樹生成模型三要素 一般而言,一顆 完全生長 的決策樹包含 特徵選擇 決策樹構建 剪枝三個過程。決策樹是一種啟發式貪心演算法,每次選取的分割資料的特徵是當前的最佳選擇,並不關心是否達到最優。一 特徵選擇 1.1 熵 樣本集合 純度 不確定性 穩定性的指標 熵越大,樣本的不確定性就越大 在決策...

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