【问题标题】:Questions on ensemble technique in machine learning机器学习中的集成技术问题
【发布时间】:2018-09-26 21:54:23
【问题描述】:

我正在学习集成机器学习,当我在网上阅读一些文章时,我遇到了2个问题。

1.

在这个article,它提到

相反,模型 2 在所有数据上的整体性能可能更好 点,但它在这组点上的性能更差 模型 1 更好。这个想法是将这两个模型结合起来 表现最好。这就是为什么创建样本外预测具有 捕获每个模型的不同区域的机会更高 表现最好。

但我还是不明白,为什么不训练所有的训练数据可以避免这个问题?

2.

从这个article,在预测部分,它提到

简单地说,对于给定的输入数据点,我们需要做的就是传递它 通过 M 个基础学习器得到 M 个预测,然后发送 通过元学习器的那 M 个预测作为输入

但是在训练过程中,我们使用k-fold训练数据来训练M个base-learner,那么我是否也应该根据所有训练数据训练M个base-learner,以供输入预测?

【问题讨论】:

    标签: python machine-learning scikit-learn data-mining ensemble-learning


    【解决方案1】:

    集成的想法是一组弱预测器优于强预测器。因此,如果我们用不同的预测结果训练不同的模型,并使用多数规则作为我们集成的最终结果,这个结果比仅仅尝试训练一个模型要好。例如,假设数据由两种不同的模式组成,一种是线性的,一种是二次的。然后使用单个分类器可能会过度拟合或产生不准确的结果。 您可以阅读 this tutorial 了解更多关于 ensemble 以及 bagging 和 boosting 的信息。

    【讨论】:

      【解决方案2】:

      1) “但是​​我还是不明白,为什么不训练所有的训练数据可以避免这个问题?” - 我们将保留这些数据用于验证目的,就像我们在 K-fold 中所做的那样

      2) “那么我是否也应该根据输入预测的所有训练数据训练 M 个基础学习器?” - 如果您将相同的数据提供给所有学习者,那么所有学习者的输出都将相同,并且创建它们没有任何用处。所以我们会给每个学习者一个数据子集。

      【讨论】:

      • 这不是聊天,请不要发布 cmets 作为答案。无论如何,这个问题更适合交叉验证。
      【解决方案3】:

      假设红色和蓝色是你能找到的最好的模型。

      一个在区域 1 中效果更好,另一个在区域 2 中效果更好。

      现在您还将训练一个分类器来预测要使用的模型,即您将尝试学习这两个区域。

      在外面进行验证。如果您让两个内部模型访问元模型看不到的数据,您可能会过拟合。

      【讨论】:

        【解决方案4】:

        对于问题 1,我将证明为什么我们以相互矛盾的方式训练两个模型。 假设你用所有数据点训练一个模型。在训练过程中,只要模型看到属于红色类的数据点,它就会尝试拟合自己,以便以最小的错误对红色点进行分类。数据也是如此属于蓝色类的点。因此,在训练过程中,模型倾向于特定的数据点(红色或蓝色)。最后模型将尝试自我拟合,这样它就不会在数据点和最终模型将是一个平均模型。 但是,如果您为两个不同的数据集训练两个模型,则每个模型都将在特定数据集上进行训练,并且模型不必关心属于另一个类的数据点。

        下面的比喻会更清楚。 假设有两个人专门从事两种完全不同的工作。现在当有工作时,如果你告诉他们两个人都必须做这项工作,而他们每个人都需要完成 50% 的工作。现在想想你最终会得到什么样的结果。现在还想一想,如果你告诉他们一个人应该只从事他最擅长的工作,会产生什么结果。

        【讨论】:

          【解决方案5】:

          在问题 2 中,您必须将训练数据集拆分为 M 个数据集。并且在训练期间将 M 个数据集提供给 M 个基础学习者。

          【讨论】:

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