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Boosting提升算法
AdaBoost
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面经
Boosting提升算法
AdaBoost是典型的Boosting算法,属于Boosting家族的一员。在说AdaBoost之前,先说说Boosting提升算法。Boosting算法是将“弱学习算法“提升为“强学习算法”的过程,主要思想是“三个臭皮匠顶个诸葛亮”。一般来说,找到弱学习算法要相对容易一些,然后通过反复学习得到一系列弱分类器,组合这些弱分类器得到一个强分类器。Boosting算法要涉及到两个部分,加法模型和前向分步算法。加法模型就是说强分类器由一系列弱分类器线性相加而成。一般组合形式如下:
$$F_M(x;P)=\sum_{m=1}^nβ_mh(x;a_m)$$
其中,$h(x;a_m)$ 就是一个个的弱分类器,$a_m$是弱分类器学习到的最优参数,$β_m$就是弱学习在强分类器中所占比重,$P$是所有$a_m$和$β_m$的组合。这些弱分类器线性相加组成强分类器。
前向分步就是说在训练过程中,下一轮迭代产生的分类器是在上一轮的基础上训练得来的。也就是可以写成这样的形式:
$$F_m (x)=F_{m-1}(x)+ β_mh_m (x;a_m)$$
由于采用的损失函数不同,Boosting算法也因此有了不同的类型,AdaBoost就是损失函数为指数损失的Boosting算法。
AdaBoost 原理理解
基于Boosting的理解,对于AdaBoost,我们要搞清楚两点:
每一次迭代的弱学习$h(x;a_m)$有何不一样,如何学习?
弱分类器权值$β_m$如何确定?
对于第一个问题,AdaBoost改变了训练数据的权值,也就是样本的概率分布,其思想是将关注点放在被错误分类的样本上,减小上一轮被正确分类的样本权值,提高那些被错误分类的样本权值。然后,再根据所采用的一些基本机器学习算法进行学习,比如逻辑回归。
对于第二个问题,AdaBoost采用加权多数表决的方法,加大分类误差率小的弱分类器的权重,减小分类误差率大的弱分类器的权重。这个很好理解,正确率高分得好的弱分类器在强分类器中当然应该有较大的发言权。
为了加深理解,我们来举一个例子。
有如下的训练样本,我们需要构建强分类器对其进行分类。x是特征,y是标签。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
x
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
y
1
1
1
-1
-1
-1
1
1
1
-1