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寫一個個人認為比較詳細的adaboost演算法

   最近在看機器學習中adaboost(adaptive boostint)演算法部分的內容,在csdn上面查詢一番發現,好像沒有講的特別的詳盡的,當然可能是我人品不佳,所以沒有找到,為了防止同樣的事情發生在其他人的身上,所以就寫了這篇博文,儘量多的解釋演算法的推演過程更方便的大家去理解這個演算法。

介紹adaboost演算法之前,首先介紹一下學習演算法的強弱,這個是PAC定義的:弱學習演算法---識別錯誤率小於1/2(即準確率僅比隨機猜測略高的學習演算法),強學習演算法---識別準確率很高並能在多項式時間內完成的學習演算法。

   接著我就用我所理解的例子來介紹一下adaboost演算法,相信看過這個計算過程大家對這個演算法肯定有更深刻的理解,由於csdn插入公式比較困難,所以下面的步驟我就用word截圖來表示了,對了先敘述一下adaboost演算法的迭代過程吧,這樣對後面的計算會理解的更深刻一些。

adaboost演算法迭代過程:

        

    有了adaboost演算法的迭代過程,那麼我們就可以利用已知的公式對上面的式子進行簡化了,下面的公式應用的會更多一 些

                 

    推導部分就到這裡好了,接下來就是用例子來幫助大家理解adaboost演算法的過程了,恩,見證奇蹟的時刻到來了

              

          

           

   好了到了這裡對adaboost演算法的過程肯定是理解了吧,那麼我接著來放一個code來實現一下這個過程,必定會加深大家對這個演算法的理解,OK,開始。

01.# coding: UTF-8  
02.from __future__ import division  
03.import numpy as np  
04.import scipy as sp  
05.from weakclassify import WEAKC  
06.from dml.tool import sign  
07.class ADABC:  
08.    def __init__(self,X,y,Weaker=WEAKC):  
09.        ''''' 
10.            Weaker is a class of weak classifier 
11.            It should have a    train(self.W) method pass the weight parameter to train 
12.                                pred(test_set) method which return y formed by 1 or -1 
13.            see detail in <統計學習方法> 
14.        '''  
15.        self.X=np.array(X)  
16.        self.y=np.array(y)  
17.        self.Weaker=Weaker  
18.        self.sums=np.zeros(self.y.shape)  
19.        self.W=np.ones((self.X.shape[1],1)).flatten(1)/self.X.shape[1]  
20.        self.Q=0  
21.        #print self.W  
22.    def train(self,M=4):  
23.        ''''' 
24.            M is the maximal Weaker classification 
25.        '''  
26.        self.G={}  
27.        self.alpha={}  
28.        for i in range(M):  
29.            self.G.setdefault(i)  
30.            self.alpha.setdefault(i)  
31.        for i in range(M):  
32.            self.G[i]=self.Weaker(self.X,self.y)  
33.            e=self.G[i].train(self.W)  
34.            #print self.G[i].t_val,self.G[i].t_b,e  
35.            self.alpha[i]=1/2*np.log((1-e)/e)  
36.            #print self.alpha[i]  
37.            sg=self.G[i].pred(self.X)  
38.            Z=self.W*np.exp(-self.alpha[i]*self.y*sg.transpose())  
39.            self.W=(Z/Z.sum()).flatten(1)  
40.            self.Q=i  
41.            #print self.finalclassifer(i),'==========='  
42.            if self.finalclassifer(i)==0:  
43.  
44.                print i+1," weak classifier is enough to  make the error to 0"  
45.                break  
46.    def finalclassifer(self,t):  
47.        ''''' 
48.            the 1 to t weak classifer come together 
49.        '''  
50.        self.sums=self.sums+self.G[t].pred(self.X).flatten(1)*self.alpha[t]  
51.        #print self.sums  
52.        pre_y=sign(self.sums)  
53.        #sums=np.zeros(self.y.shape)  
54.        #for i in range(t+1):  
55.        #   sums=sums+self.G[i].pred(self.X).flatten(1)*self.alpha[i]  
56.        #   print sums  
57.        #pre_y=sign(sums)  
58.        t=(pre_y!=self.y).sum()  
59.        return t  
60.    def pred(self,test_set):  
61.        sums=np.zeros(self.y.shape)  
62.        for i in range(self.Q+1):  
63.            sums=sums+self.G[i].pred(self.X).flatten(1)*self.alpha[i]  
64.            #print sums  
65.        pre_y=sign(sums)  
66.        return pre_y  
先試驗下《統計學習方法》裡面那個最簡單的例子:
可以看到也是三個分類器就沒有誤分點了,權值的選擇也是差不多的 其中後面那個-1 表示大於threshold分為負類,小於分為正類。1則相反
加一些其它資料試試:
結果:    我們把圖畫出來就是:
基本還是正確的,這是四個子分類器的圖,不是最後總分類器的圖啊~~~