有点像Forward Stepwise(向前逐步回归),但和Forward Stepwise不同点在于,Forward Stepwise每次都是根据选择的变量子集,完全拟合出线性模型,计算出RSS,再设计统计量(如AIC)对较高的模型复杂度作出惩罚,而LARS是每次先找出和因变量相关度最高的那个变量, 再沿着LSE的方向一点点调整这个predictor的系数,在这个过程中,这个变量和残差的相关系数会逐渐减小,等到这个相关性没那么显著的时候,就要选进新的相关性最高的变量,然后重新沿着LSE的方向进行变动。而到最后,所有变量都被选中,估计就和LSE相同了。
LARS的算法实际执行步骤如下: 1. 对Predictors进行标准化(去除不同尺度的影响),对Target Variable进行中心化(去除截距项的影响),初始的所有系数都设为0,此时残差 r 就等于中心化后的Target Variable。 2. 找出和残差r相关度最高的变量X_j。 3. 将X_j的系数Beta_j 从0开始沿着LSE(只有一个变量X_j的最小二乘估计)的方向变化,直到某个新的变量X_k与残差r的相关性大于X_j时。4. X_j和X_k的系数Beta_j和Beta_k,一起沿着新的LSE【Least Squares Estimate最小二乘估计】(加入了新变量X_k的最小二乘估计)的方向移动,直到有新的变量被选入。5. 重复2,3,4,直到所有变量被选入,最后得到的估计就是普通线性回归的OLS。
5)支持向量回归SVR支持向量回归(英文名: Support-Vector Regression)。支持向量机( SVM )是一种比较好的实现了结构风险最小化思想的方法。它的机器学习策略是结构风险最小化原则 为了最小化期望风险,应同时最小化经验风险和置信范围)
支持向量机方法可以用于回归和分类, 它的基本思想:( 1 )它是专门针对有限样本情况的学习机器,实现的是结构风险最小化:在对给定的数据逼近的精度与逼近函数的复杂性之间寻求折衷,以期获得最好的推广能力;( 2 )它最终解决的是一个凸二次规划问题,从理论上说,得到的将是全局最优解,解决了在神经网络方法中无法避免的局部极值问题;( 3 )它将实际问题通过非线性变换转换到高维的特征空间,在高维空间中构造线性决策函数来实现原空间中的非线性决策函数,巧妙地解决了维数问题,并保证了有较好的推广能力,而且算法复杂度与样本维数无关。
目前, SVM 算法在模式识别、回归估计、概率密度函数估计等方面都有应用,且算法在效率与精度上已经超过传统的学习算法或与之不相上下。 对于经验风险R,可以采用不同的损失函数来描述,如e不敏感函数、Quadratic函数、Huber函数、Laplace函数等。核函数一般有多项式核、高斯径向基核、指数径向基核、多隐层感知核、傅立叶级数核、样条核、 B 样条核等,虽然一些实验表明在分类中不同的核函数能够产生几乎同样的结果,但在回归中,不同的核函数往往对拟合结果有较大的影响。
支持向量回归算法主要是通过升维后,在高维空间中构造线性决策函数来实现线性回归,用e不敏感函数时,其基础主要是 e 不敏感函数和核函数算法。若将拟合的数学模型表达多维空间的某一曲线,则根据e 不敏感函数所得的结果,就是包括该曲线和训练点的“ e管道”。在所有样本点中,只有分布在“管壁”上的那一部分样本点决定管道的位置。这一部分训练样本称为“支持向量”。为适应训练样本集的非线性,传统的拟合方法通常是在线性方程后面加高阶项。此法诚然有效,但由此增加的可调参数未免增加了过拟合的风险。支持向量回归算法采用核函数解决这一矛盾。用核函数代替线性方程中的线性项可以使原来的线性算法“非线性化”,即能做非线性回归。与此同时,引进核函数达到了“升维”的目的,而增加的可调参数是过拟合依然能控制。
6)CART回归CART(英文名: Classification And Regression Tree分类回归树),是一种很重要的机器学习算法,既可以用于创建分类树(Classification Tree),也可以用于创建回归树(Regression Tree)。 将CART用于回归分析时就叫做CART回归。
CART算法的重要基础包含以下三个方面:(1)二分(Binary Split):在每次判断过程中,都是对观察变量进行二分。CART算法采用一种二分递归分割的技术,算法总是将当前样本集分割为两个子样本集,使得生成的决策树的每个非叶结点都只有两个分枝。因此CART算法生成的决策树是结构简洁的二叉树。因此CART算法适用于样本特征的取值为是或非的场景,对于连续特征的处理则与C4.5算法相似。(2)单变量分割(Split Based on One Variable):每次最优划分都是针对单个变量。(3)剪枝策略:CART算法的关键点,也是整个Tree-Based算法的关键步骤。剪枝过程特别重要,所以在最优决策树生成过程中占有重要地位。有研究表明,剪枝过程的重要性要比树生成过程更为重要,对于不同的划分标准生成的最大树(Maximum Tree),在剪枝之后都能够保留最重要的属性划分,差别不大。反而是剪枝方法对于最优树的生成更为关键。