人工智能之隨機(jī)森林(RF)
影響性能因素:
1)森林中的每個(gè)樹(shù)越茂盛,分類(lèi)效果就越好。
2)樹(shù)和樹(shù)的枝葉穿插越多,分類(lèi)效果就越差。
隨機(jī)森林的隨機(jī)選。
1)數(shù)據(jù)的隨機(jī)選取:從原始的數(shù)據(jù)集中采取有放回的抽樣,構(gòu)造子數(shù)據(jù)集。相同或不同子數(shù)據(jù)集的元素都可以重復(fù)。利用子數(shù)據(jù)集構(gòu)建子決策樹(shù),將這個(gè)數(shù)據(jù)放到每個(gè)子決策樹(shù)中,每個(gè)子決策樹(shù)輸出一個(gè)結(jié)果。新的數(shù)據(jù)需要通過(guò)隨機(jī)森林得到分類(lèi)結(jié)果,通過(guò)對(duì)子決策樹(shù)的判斷結(jié)果的投票,得到隨機(jī)森林的輸出結(jié)果。
2)待選特征的隨機(jī)選取:隨機(jī)森林中子樹(shù)的每一個(gè)分裂過(guò)程并沒(méi)有用到所有的待選特征,僅從所有的待選特征中隨機(jī)選取一定的特征,再在隨機(jī)選取的特征中選取最優(yōu)特征。這樣能使得隨機(jī)森林中的決策樹(shù)都能夠彼此不同,提升系統(tǒng)的多樣性,從而提升分類(lèi)性能。
隨機(jī)森林優(yōu)點(diǎn):
1)具有極高的準(zhǔn)確率;
2)可以處理大量的輸入變數(shù),并可以評(píng)估變數(shù)的重要性;
3)隨機(jī)性的引入,使得隨機(jī)森林不容易過(guò)擬合;
4)隨機(jī)性的引入,使得隨機(jī)森林有很好的抗噪聲能力;
5)能處理很高維度的數(shù)據(jù),并且不用做特征選擇;
6)在創(chuàng)建隨機(jī)森林的時(shí)候,對(duì)generlizationerror使用的是無(wú)偏估計(jì);
7)既能處理離散型數(shù)據(jù),也能處理連續(xù)型數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)集無(wú)需規(guī)范化;
8)對(duì)于不平衡的分類(lèi)資料集來(lái)說(shuō),可以平衡誤差;
9)訓(xùn)練速度快,可以得到變量重要性排序;
10)容易實(shí)現(xiàn)并行化。
隨機(jī)森林缺點(diǎn):
1)當(dāng)隨機(jī)森林中的決策樹(shù)個(gè)數(shù)很多時(shí),訓(xùn)練時(shí)需要的空間和時(shí)間會(huì)較大;
2)隨機(jī)森林在解決回歸問(wèn)題時(shí)并沒(méi)有像它在分類(lèi)中表現(xiàn)的那么好,不能夠作出超越訓(xùn)練集數(shù)據(jù)范圍的預(yù)測(cè),這可能導(dǎo)致在對(duì)某些還有特定噪聲的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模時(shí)出現(xiàn)過(guò)度擬合;
3)隨機(jī)森林模型還有許多不好解釋的地方,有點(diǎn)算是黑盒模型;
隨機(jī)森林應(yīng)用前景:
隨機(jī)森林具有準(zhǔn)確度高、抗噪聲能力強(qiáng)、不容易過(guò)擬合、數(shù)據(jù)集無(wú)需規(guī)范化、平衡誤差、訓(xùn)練速度快、易實(shí)現(xiàn)并行化、應(yīng)用性強(qiáng)、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),隨機(jī)森林模型在界內(nèi)的關(guān)注度與受歡迎程度有著顯著的提升。它可以快速地被應(yīng)用到幾乎任何的數(shù)據(jù)科學(xué)問(wèn)題中去,從而使人們能夠高效快捷地獲得第一組基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果。在各種各樣的問(wèn)題中,隨機(jī)森林一次又一次地展示出令人難以置信的強(qiáng)大,而與此同時(shí)它又是如此的方便實(shí)用。隨機(jī)森林算法可被用于很多不同領(lǐng)域,如銀行,股票市場(chǎng),醫(yī)藥和電子商務(wù)。在銀行領(lǐng)域,用來(lái)檢測(cè)那些比普通人更高頻率使用銀行服務(wù)的客戶(hù),并及時(shí)償還他們的債務(wù)。也會(huì)被用來(lái)檢測(cè)那些想詐騙銀行的客戶(hù)。在金融領(lǐng)域,可用于預(yù)測(cè)未來(lái)股票的趨勢(shì)。在醫(yī)療保健領(lǐng)域,可用于識(shí)別藥品成分的正確組合,分析患者的病史以識(shí)別疾病。在電子商務(wù)領(lǐng)域中,隨機(jī)森林可以被用來(lái)確定客戶(hù)是否真的喜歡某個(gè)產(chǎn)品。
結(jié)語(yǔ):
隨機(jī)森林是一種多功能的機(jī)器學(xué)習(xí)算法,能夠執(zhí)行回歸和分類(lèi)的任務(wù)。隨機(jī)森林用隨機(jī)的方式建立一個(gè)森林,森林里面有很多的決策樹(shù)組成,可以將幾個(gè)低效模型(決策樹(shù))整合為一個(gè)高效模型(隨機(jī)森林)。它主要解決了決策樹(shù)泛化能力弱的缺點(diǎn)。同時(shí),隨機(jī)森林也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)降維,是處理缺失值、異常值或其他數(shù)據(jù)的重要手段,并取得了不錯(cuò)成效。隨機(jī)森林是人工智能之機(jī)器學(xué)習(xí)中最近比較火的算法,具有準(zhǔn)確度高、抗噪聲強(qiáng)、速度快、并行化、適用廣等優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中,隨機(jī)森林算法性能表現(xiàn)得非常強(qiáng)大和實(shí)用,因此在業(yè)界受到高度關(guān)注和歡迎,其應(yīng)用前景非常廣泛和深遠(yuǎn)。

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