理论:决策树及衍射指标

作者: slade_sal | 来源:发表于2017-06-21 17:05 被阅读67次

一、常用的决策树节点枝剪的衡量指标:

熵:

如果一件事有k种可的结果,每种结果的概率为 pi(i=1…k)

该事情的信息量:

熵越大,随机变量的不确定性越大。

信息增益:

特征A对训练数据集D的信息增益g(D,A),定义为集合D的经验熵H(D)与特征A给定条件下的经验条件熵H(D|A)之差

换句话说,就是原信息集下的信息量-在A特征条件下的信息集的信息量

信息增益越大,信息增多,不确定性减小

信息增益率:

信息增益率定义:特征A对训练数据集D的信息增益比定义为其信息增益与训练数据D关于特征A的值的熵HA(D)之比

注:p:每个唯独上,每个变量的个数/总变量个数


二、常用的决策树介绍:

ID3算法:

ID3算法的核心是在决策树各个子节点上应用信息增益准则选择特征,递归的构建决策树,具体方法是:从根节点开始,对节点计算所有可能的特征的信息增益,选择信息增益最大的特征作为节点的特征,由该特征的不同取值建立子节点;再对子节点递归调用以上方法,构建决策树。

解释:在做每次选择差分枝的时候,以不确定性最小点作为loss fuction,直到无法细分

缺点:

1.ID3算法只有树的生成,所以该算法生成的树容易产生过拟合,分得太细,考虑条件太多。

2.不能处理连续属性

3.选择具有较多分枝的属性,而分枝多的属性不一定是最优的选择。

4.局部最优化,整体熵值最小,贪心算法算子节点的分支

C4.5算法:

基于ID3算法,用信息增益比来选择属性,对非离散数据也能处理,能够对不完整数据进行处理。

采用增益率(GainRate)来选择分裂属性。计算方式如下:

CART算法:

CART算法选择分裂属性的方式是比较有意思的,首先计算不纯度,然后利用不纯度计算Gini指标。

计算每个子集最小的Gini指标作为分裂指标。

不纯度的计算方式为:

pi表示按某个变量划分中,目标变量不同类别的概率。

某个自变量的Gini指标的计算方式如下:

计算出每个每个子集的Gini指标,选取其中最小的Gini指标作为树的分支(Gini(D)越小,则数据集D的纯度越高)。连续型变量的离散方式与信息增益中的离散方式相同。


三、基于决策树的一些集成算法:

随机森林:

随机生成n颗树,树之间不存在关联,取结果的时候,以众数衡量分类结果;除了分类,变量分析,无监督学习,离群点分析也可以。

生成过程:

1.n个样本,随机选择n个样本(有放回),训练一颗树

从原始训练数据集中,应用bootstrap方法有放回地随机抽取 K个新的自助样本集,并由此构建 K棵分类回归树,每次未被抽到的样本组成了 K个袋外数据(Out-of-bag,OOB)

2.每个样本有M个属性,随机选m个,采取校验函数(比如信息增益、熵啊之类的),选择最佳分类点

3.注意,每个树不存在枝剪

4.将生成的多棵树组成随机森林,用随机森林对新的数据进行分类,分类结果按树分类器的投票多少而定

树的个数随机选取,一般500,看三个误差函数是否收敛;变量的个数一般取均方作为mtry

GBDT:

DT步骤:

GBDT里面的树是回归树!

GBDT做每个节点上的分支的时候,都会以最小均方误差作为衡量(真实值-预测值)的平方和/N,换句话说,就是存在真实线l1,预测线l2,两条线之间的间距越小越好。

BT步骤:

GBDT的核心就在于,每一棵树学的是之前所有树结论和的残差,这个残差就是一个加预测值后能得真实值的累加量。

换句话说,就是第一次预测的差值记为下一次预测的初始值,一直到某一次计算出的差值为0,把前n次的结果相加,就是一个真实预测。

Adaboost:

步骤:

1.初始化所有训练样例的权重为1 / N,其中N是样本数

2.对其中第1~m个样本:

a.训练m个弱分类器,使其最小化bias:

b.接下来计算该弱分类器的权重α,降低错判的分类器的权重,:

c.更新权重:

3.最后得到组合分类器:

核心的思想如下图:

全量数据集在若干次训练后,降低训练正确的样本的权重,提高训练错误样本的权重,得到若干个Y对应的分类器,在组合投票得到最终的分类器

四、惠普实验室-集成并行化的随机森林:

相关文章

  • 理论:决策树及衍射指标

    一、常用的决策树节点枝剪的衡量指标: 熵: 如果一件事有k种可的结果,每种结果的概率为 pi(i=1…k) 该事情...

  • 决策树理论

    决策树理论 在决策树理论中,有这样一句话,“用较少的东西,照样可以做很好的事情。越是小的决策树,越优于大的决策树”...

  • 分类算法-决策树

    决策树理论在决策树理论中,有这样一句话,“用较少的东西,照样可以做很好的事情。越是小的决策树,越优于大的决策树”。...

  • 统计学习方法思路疏导—决策树

    决策树 算法过程 特征选择 生成决策树 决策树兼职 特征选择 选择下面 2 指标作为特征选择的依据 信息增益:使用...

  • XRD总结

    X-射线衍射法又分为粉末衍射和单晶衍射两种,前者主要用于结晶物质的鉴别及纯度检查,后者主要用于分子量和晶体结构的测...

  • ID3/C4.5/CART决策树算法推导

    目录 一、ID3决策树 二、C4.5决策树 三、CART决策树 四、总结 信息熵——度量样本集合纯度最常用一种指标...

  • zemax笔记20——光学系统评价的理论

    系统优化时优化到一定程度后几何评价方法就不能满足我们的要求了,这时就需要考虑到衍射到系统的影响。 衍射相关理论 夫...

  • 决策树(Decision Tree)算法

    1 理论部分 需要弄清楚几个概念信息熵,决策树,决策树优化, 剪枝 ,决策树可视化 1 信息熵(Entropy 单...

  • 17. 决策树参数实例

    使用鸢尾花数据集构建决策树 决策树参数 1 熵/Gini系数作为评判指标 2 splitter: 所有或随机在特征...

  • Day3|Python数据分析与挖掘实战|分类与预测:决策树

    分类与预测——决策树 内容提要 决策树的基本思想三类信息混杂度的指标 建立决策树分裂属性及其条件的选择何时结束分裂...

网友评论

    本文标题:理论:决策树及衍射指标

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/sidtcxtx.html