K近鄰演算法 樣本剪輯和壓縮方法

2022-04-04 20:53:58 字數 891 閱讀 3445

在使用k近鄰演算法進行分類時,對於乙個待分類的樣本,需要計算其與訓練集中所有樣本的距離(首先要儲存訓練集中所有的樣本),並選擇距離最小的前k個來進行分類決策。隨著訓練集中的樣本數的增大,k近鄰演算法的計算成本將急劇增大。目前有兩種減少訓練集樣本數的方法:剪輯方法壓縮方法。前者通過刪除錯誤分類的樣本達到壓縮訓練集的效果,後者的目的是在不改變分類決策邊界的前提下減少每乙個類的樣本數目。

基本的剪輯方法:

給定訓練集r和分類規則c,設s是被分類規則錯誤分類的樣本集合,將這些樣本從訓練集中刪除,得到r = r - s。重複這個過程,直到滿足停止標準。上述過程結束時,訓練集中的樣本都是由分類規則正確分類的樣本。

將此方法應用於k近鄰演算法時,過程如下(以n-交叉驗證為例):  

1. 將訓練集r隨機劃分成n組;

2. 以其餘的(n-1)組樣本集的並集作為訓練集集,對第i組樣本集中的每乙個樣本進行k近鄰分類。如果分類錯誤,則加入到集合s中。i = 1,2,...n.

3. 從r中刪除錯誤樣本集,形成新的資料集r = r - s

3. 重複上述過程,直至最近i次迭代過程中沒有錯分類的樣本出現。

若k = 1時,上述方法變成多重剪輯方法。

壓縮方法:

1. 對初始訓練集r,將其劃分為兩個部分a和b,初始a樣本集合為空。

2. 從r中隨機選擇乙個樣本放入a中,其它樣本放入b中,用其對b中的每乙個樣本進行分類。若樣本i能夠被正確分類,則將其放回到b中;否則將其加入到a中;

3. 重複上述過程,直到b中所有樣本都能正確分類為止。

實驗表明,這種壓縮方法能夠大大減少樣本集數目。

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