随机森林算法及优化
随机森林算法是一种机器学习算法,它通过组合多棵决策树来提高模型的泛化能力和鲁棒性。该算法由Leo Breiman于2001年提出,通过自助法(bootstrap)重采样技术,从原始训练样本集生成新的训练样本集合,然后根据自助样本集生成多棵决策树,组成随机森林。每棵树的建立依赖于一个独立抽取的样品,森林中的每棵树具有相同的分布,分类误差取决于每一棵树的分类能力和它们之间的相关性。
特征选择是随机森林算法中一个重要的步骤,它的目的是选择尽可能少的子特征,使模型的效果不会显著下降,并且结果的类别分布尽可能的接近真实的类别分布。特征选择主要包括四个过程:生成过程、评价函数、停止条件和验证过程。生成过程是生成候选的特征子集,评价函数是评价特征子集的好坏,停止条件是决定什么时候该停止,验证过程是特征子集是否有效。
随机森林算法的优点包括:
1. 能够处理很高维度的数据,并且不需要做特征选择。
2. 对数据集的适应能力强,既能处理离散型数据,也能处理连续型数据,数据集无需规范化在训练过程中。
3. 能够检测到feature间的互相影响。
4. 训练速度快,可以得到变量重要性排序。
随机森林算法的缺点包括:
1. 计算复杂度高。
2. 需要大量的计算资源。
随机森林算法的优化策略包括:
1. 计算传统模型准确率。
2. 计算设定树木颗数时最佳树深度,以最佳深度重新生成随机森林。
3. 计算新生成森林中每棵树的AUC,选取AUC靠前的树。
4. 通过计算各个树的数据相似度,排除相似度超过设定值且AUC较小的树。
5. 计算最终的准确率。
特征选择算法可以分为以下步骤:
1. 将数据集分成n份,方便交叉验证。
2. 构造数据子集(随机采样),并在指定特征个数(假设m个,手动调参)下选取最优特征。
3. 导入文件并将所有特征转换为float形式。
4. 构造决策树,创建随机森林(多个决策树的结合)。
5. 输入测试集并进行测试,输出预测结果。
python实现随机森林算法的优化,主要包括以下步骤:
1. 建立一棵CART树,试探分枝。
2. 计算基尼指数。
3. 二分类执行两次,相当于*2。
随机森林算法是一种强大的机器学习算法,通过组合多棵决策树来提高模型的泛化能力和鲁棒性。它能够处理很高维度的数据,并且不需要做特征选择,对数据集的适应能力强,能够检测到feature间的互相影响,训练速度快,可以得到变量重要性排序。但是,随机森林算法的计算复杂度高,需要大量的计算资源。因此,需要选择合适的优化策略来提高模型的准确率。
2021-04-17 09:08:03
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人工智能
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