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4.分类算法(scikit-learn 的 perceptron

4.分类算法(scikit-learn 的 perceptron

作者: 袁一帆 | 来源:发表于2016-02-28 14:58 被阅读1591次

    应用机器学习分类算法的五个步骤

    • 选择特征
    • 选择一个性能指标
    • 选择一个分类器和一个优化算法
    • 评价模型的性能
    • 优化算法

    选择 scikit-learn

    构建一个基于scikit-learn 的 perceptron

    读取数据 - iris
    分配训练集和测试集
    标准化特征值
    训练感知器模型
    用训练好的模型进行预测
    计算性能指标
    描绘分类界面
    # encoding:utf-8
    __author__ = 'Matter'
    
    # 读取数据
    from sklearn import datasets
    import numpy as np
    iris = datasets.load_iris()
    X = iris.data[:,[2,3]]
    y = iris.target
    
    # 训练数据和测试数据分为7:3
    from sklearn.cross_validation import train_test_split
    x_train,x_test,y_train,y_test =train_test_split(X,y,test_size=0.3,random_state=0)
    
    # 标准化数据
    from sklearn.preprocessing import StandardScaler
    sc = StandardScaler()
    sc.fit(x_train)
    x_train_std = sc.transform(x_train)
    x_test_std = sc.transform(x_test)
    
    # 引入sklearn的Perceptron并进行训练
    from sklearn.linear_model import Perceptron
    ppn = Perceptron(n_iter=40,eta0=0.01,random_state=0)
    ppn.fit(x_train_std,y_train)
    
    
    y_pred = ppn.predict(x_test_std)
    print('错误分类数: %d' % (y_test != y_pred).sum())
    # 错误分类数:4
    
    from sklearn.metrics import accuracy_score
    print('准确率: %.2f' % accuracy_score(y_test, y_pred))
    # 准确率: 0.91
    
    # 绘制决策边界
    from matplotlib.colors import ListedColormap
    import matplotlib.pyplot as plt
    import warnings
    
    def versiontuple(v):
        return tuple(map(int, (v.split("."))))
    
    def plot_decision_regions(X,y,classifier,test_idx=None,resolution=0.02):
        # 设置标记点和颜色
        markers = ('s','x','o','^','v')
        colors = ('red', 'blue', 'lightgreen', 'gray', 'cyan')
        cmap = ListedColormap(colors[:len(np.unique(y))])
    
        # 绘制决策面
        x1_min, x1_max = X[:, 0].min() - 1, X[:, 0].max() + 1
        x2_min, x2_max = X[:, 1].min() - 1, X[:, 1].max() + 1
        xx1, xx2 = np.meshgrid(np.arange(x1_min, x1_max, resolution),
                             np.arange(x2_min, x2_max, resolution))
        Z = classifier.predict(np.array([xx1.ravel(), xx2.ravel()]).T)
        Z = Z.reshape(xx1.shape)
        plt.contourf(xx1, xx2, Z, alpha=0.4, cmap=cmap)
        plt.xlim(xx1.min(), xx1.max())
        plt.ylim(xx2.min(), xx2.max())
    
        for idx, cl in enumerate(np.unique(y)):
            plt.scatter(x=X[y == cl, 0], y=X[y == cl, 1],
                        alpha=0.8, c=cmap(idx),
                        marker=markers[idx], label=cl)
    
        # 高粱所有的数据点
        if test_idx:
            # 绘制所有数据点
            if not versiontuple(np.__version__) >= versiontuple('1.9.0'):
                X_test, y_test = X[list(test_idx), :], y[list(test_idx)]
                warnings.warn('Please update to NumPy 1.9.0 or newer')
            else:
                X_test, y_test = X[test_idx, :], y[test_idx]
            plt.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c='',
                    alpha=1.0, linewidth=1, marker='o',
                    s=55, label='test set')
    
    def plot_result():
        X_combined_std = np.vstack((x_train_std, x_test_std))
        y_combined = np.hstack((y_train, y_test))
    
        plot_decision_regions(X=X_combined_std, y=y_combined,
                          classifier=ppn, test_idx=range(105,150))
        plt.xlabel('petal length [standardized]')
        plt.ylabel('petal width [standardized]')
        plt.legend(loc='upper left')
    
        plt.tight_layout()
        plt.show()
    
    plot_result()
    
    绘制决策边界

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