AdaBoostClassifier实战

AdaBoostClassifier实战

部分内容摘自：http://blog.csdn.net/sun_shengyun/article/details/54289955　　　

　这里我们用一个具体的例子来讲解AdaBoostClassifier的使用。

Methods

decision_function(X)	Compute the decision function of X.
fit(X, y[, sample_weight])	Build a boosted classifier from the training set (X, y).
get_params([deep])	Get parameters for this estimator.
predict(X)	Predict classes for X.
predict_log_proba(X)	Predict class log-probabilities for X.
predict_proba(X)	Predict class probabilities for X.
score(X, y[, sample_weight])	Returns the mean accuracy on the given test data and labels.
set_params(**params)	Set the parameters of this estimator.
staged_decision_function(X)	Compute decision function of X for each boosting iteration.
staged_predict(X)	Return staged predictions for X.
staged_predict_proba(X)	Predict class probabilities for X.
staged_score(X, y[, sample_weight])	Return staged scores for X, y.

　　　　首先我们载入需要的类库：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline
from sklearn.ensemble import AdaBoostClassifier
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn.datasets import make_gaussian_quantiles

　　　　接着我们生成一些随机数据来做二元分类，如果对如何产生随机数据不熟悉，在另一篇文章机器学习算法的随机数据生成中有比较详细的介绍。

# 生成2维正态分布，生成的数据按分位数分为两类，500个样本,2个样本特征，协方差系数为2
X1, y1 = make_gaussian_quantiles(cov=2.0,n_samples=500, n_features=2,n_classes=2, random_state=1)
# 生成2维正态分布，生成的数据按分位数分为两类，400个样本,2个样本特征均值都为3，协方差系数为2
X2, y2 = make_gaussian_quantiles(mean=(3, 3), cov=1.5,n_samples=400, n_features=2, n_classes=2, random_state=1)
#讲两组数据合成一组数据
X = np.concatenate((X1, X2))
y = np.concatenate((y1, - y2 + 1))

　　　　我们通过可视化看看我们的分类数据，它有两个特征，两个输出类别，用颜色区别。

plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], marker='o', c=y)

　　　　输出为下图：

　　　　可以看到数据有些混杂，我们现在用基于决策树的Adaboost来做分类拟合。

bdt = AdaBoostClassifier(DecisionTreeClassifier(max_depth=2, min_samples_split=20, min_samples_leaf=5), algorithm="SAMME", n_estimators=200, learning_rate=0.8) bdt.fit(X, y)

　　　　这里我们选择了SAMME算法，最多200个弱分类器，步长0.8，在实际运用中你可能需要通过交叉验证调参而选择最好的参数。拟合完了后，我们用网格图来看看它拟合的区域。

x_min, x_max = X[:, 0].min() - 1, X[:, 0].max() + 1
y_min, y_max = X[:, 1].min() - 1, X[:, 1].max() + 1
xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, 0.02),
                     np.arange(y_min, y_max, 0.02))

Z = bdt.predict(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])
Z = Z.reshape(xx.shape)
cs = plt.contourf(xx, yy, Z, cmap=plt.cm.Paired)
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], marker='o', c=y)
plt.show()

　　　　输出的图如下：

　　　　从图中可以看出，Adaboost的拟合效果还是不错的，现在我们看看拟合分数：

print "Score:", bdt.score(X,y)

　　　　输出为：

　　　　也就是说拟合训练集数据的分数还不错。当然分数高并不一定好，因为可能过拟合。

 

　　　　现在我们将最大弱分离器个数从200增加到300。再来看看拟合分数。

bdt = AdaBoostClassifier(DecisionTreeClassifier(max_depth=2, min_samples_split=20, min_samples_leaf=5),
                         algorithm="SAMME",
                         n_estimators=300, learning_rate=0.8)
bdt.fit(X, y)
print "Score:", bdt.score(X,y)

　　　　此时的输出为：

　　　　这印证了我们前面讲的，弱分离器个数越多，则拟合程度越好，当然也越容易过拟合。

 

　　　　现在我们降低步长，将步长从上面的0.8减少到0.5，再来看看拟合分数。

bdt = AdaBoostClassifier(DecisionTreeClassifier(max_depth=2, min_samples_split=20, min_samples_leaf=5),
                         algorithm="SAMME",
                         n_estimators=300, learning_rate=0.5)
bdt.fit(X, y)
print "Score:", bdt.score(X,y)

　　　　此时的输出为：

　　　　可见在同样的弱分类器的个数情况下，如果减少步长，拟合效果会下降。

 

　　　　最后我们看看当弱分类器个数为700，步长为0.7时候的情况：

bdt = AdaBoostClassifier(DecisionTreeClassifier(max_depth=2, min_samples_split=20, min_samples_leaf=5),
                         algorithm="SAMME",
                         n_estimators=600, learning_rate=0.7)
bdt.fit(X, y)
print "Score:", bdt.score(X,y)

　　　　此时的输出为：

　　　　此时的拟合分数和我们最初的300弱分类器，0.8步长的拟合程度相当。也就是说，在我们这个例子中，如果步长从0.8降到0.7，则弱分类器个数要从300增加到700才能达到类似的拟合效果。