Python集成学习之Blending算法详解
一、前言
普通机器学习:从训练数据中学习一个假设。
集成方法:试图构建一组假设并将它们组合起来,集成学习是一种机器学习范式,多个学习器被训练来解决同一个问题。
集成方法分类为:
Bagging(并行训练):随机森林
Boosting(串行训练):Adaboost; GBDT; XgBoost
Stacking:
Blending:
或者分类为串行集成方法和并行集成方法
1.串行模型:通过基础模型之间的依赖,给错误分类样本一个较大的权重来提升模型的性能。
2.并行模型的原理:利用基础模型的独立性,然后通过平均能够较大地降低误差
二、Blending介绍
训练数据划分为训练和验证集+新的训练数据集和新的测试集
将训练数据进行划分,划分之后的训练数据一部分训练基模型,一部分经模型预测后作为新的特征训练元模型。
测试数据同样经过基模型预测,形成新的测试数据。最后,元模型对新的测试数据进行预测。Blending框架图如下所示:
注意:其是在stacking的基础上加了划分数据
三、Blending流程图
- 第一步:将原始训练数据划分为训练集和验证集。
- 第二步:使用训练集对训练T个不同的模型。
- 第三步:使用T个基模型,对验证集进行预测,结果作为新的训练数据。
- 第四步:使用新的训练数据,训练一个元模型。
- 第五步:使用T个基模型,对测试数据进行预测,结果作为新的测试数据。
- 第六步:使用元模型对新的测试数据进行预测,得到最终结果。
四、案例
相关工具包加载
import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt plt.style.use("ggplot") %matplotlib inline import seaborn as sns
创建数据
from sklearn import datasets from sklearn.datasets import make_blobs from sklearn.model_selection import train_test_split data, target = make_blobs(n_samples=10000, centers=2, random_state=1, cluster_std=1.0 ) ## 创建训练集和测试集 X_train1,X_test,y_train1,y_test = train_test_split(data, target, test_size=0.2, random_state=1) ## 创建训练集和验证集 X_train,X_val,y_train,y_val = train_test_split(X_train1, y_train1, test_size=0.3, random_state=1) print("The shape of training X:",X_train.shape) print("The shape of training y:",y_train.shape) print("The shape of test X:",X_test.shape) print("The shape of test y:",y_test.shape) print("The shape of validation X:",X_val.shape) print("The shape of validation y:",y_val.shape)
设置第一层分类器
from sklearn.svm import SVC from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
clfs = [SVC(probability=True),RandomForestClassifier(n_estimators=5,n_jobs=-1,criterion='gini'),KNeighborsClassifier()]
设置第二层分类器
from sklearn.linear_model import LinearRegression lr = LinearRegression()
第一层
val_features = np.zeros((X_val.shape[0],len(clfs))) test_features = np.zeros((X_test.shape[0],len(clfs)))
for i,clf in enumerate(clfs): clf.fit(X_train,y_train) val_feature = clf.predict_proba(X_val)[:,1] test_feature = clf.predict_proba(X_test)[:,1] val_features[:,i] = val_feature test_features[:,i] = test_feature
第二层
lr.fit(val_features,y_val)
输出预测的结果
lr.fit(val_features,y_val) from sklearn.model_selection import cross_val_score cross_val_score(lr,test_features,y_test,cv=5)
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