Exponenta Banner

resubEdge

Ребро классификации перезамены для модели выходных кодов с коррекцией ошибок (ECOC) мультикласса

свернуть все на странице

Синтаксис

e = resubEdge(Mdl)
e = resubEdge(Mdl,Name,Value)

Описание

пример

e = resubEdge(Mdl) возвращает ребро классификации перезамены (e) для модели Mdl выходных кодов с коррекцией ошибок (ECOC) мультикласса с помощью данных тренировки, хранимых в Mdl.X и соответствующих метках класса, сохраненных в Mdl.Y.

Ребро классификации является скалярным значением, которое представляет взвешенное среднее полей классификации.

пример

e = resubEdge(Mdl,Name,Value) вычисляет ребро классификации перезамены с дополнительными опциями, заданными одним или несколькими аргументами пары "имя-значение". Например, можно задать схему декодирования, бинарную функцию потерь ученика и уровень многословия.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Вычислите ребро перезамены для модели ECOC с бинарными учениками SVM.

Загрузите ирисовый набор данных Фишера. Задайте данные о предикторе X и данные об ответе Y.

load fisheriris
X = meas;
Y = species;

Обучите модель ECOC с помощью двоичных классификаторов SVM. Стандартизируйте предикторы с помощью шаблона SVM и задайте порядок класса.

t = templateSVM('Standardize',true);
classOrder = unique(Y)
classOrder = 3x1 cell array
    {'setosa'    }
    {'versicolor'}
    {'virginica' }


Mdl = fitcecoc(X,Y,'Learners',t,'ClassNames',classOrder);

t является объектом шаблона SVM. Во время обучения программное обеспечение использует значения по умолчанию для пустых свойств в t. Mdl является моделью ClassificationECOC.

Вычислите ребро перезамены, которое является средним значением учебно-демонстрационных полей.

e = resubEdge(Mdl)
e = 0.4961
Скрипт Open Live Script

Выполните выбор функции путем сравнения учебно-демонстрационных ребер от многоуровневых моделей. Базирующийся только на этом сравнении, классификатор с самым большим ребром является лучшим классификатором.

Загрузите ирисовый набор данных Фишера. Задайте два набора данных:

  • fullX содержит все четыре предиктора.

  • partX содержит измерения чашелистика только.

load fisheriris
X = meas;
fullX = X; 
partX = X(:,1:2);
Y = species;

Обучите модель ECOC с помощью двоичных учеников SVM для каждого набора предиктора. Стандартизируйте предикторы с помощью шаблона SVM, задайте порядок класса и вычислите апостериорные вероятности.

t = templateSVM('Standardize',true);
classOrder = unique(Y)
classOrder = 3x1 cell array
    {'setosa'    }
    {'versicolor'}
    {'virginica' }


FullMdl = fitcecoc(fullX,Y,'Learners',t,'ClassNames',classOrder,... 
    'FitPosterior',true);
PartMdl = fitcecoc(partX,Y,'Learners',t,'ClassNames',classOrder,...
    'FitPosterior',true);

Счет SVM по умолчанию является расстоянием от контура решения. Если вы задаете, чтобы вычислить апостериорные вероятности, то программное обеспечение использует апостериорные вероятности в качестве очков.

Вычислите ребро перезамены для каждого классификатора. Квадратичная функция потерь работает с очками в области [0,1]. Задайте, чтобы использовать квадратичную потерю при агрегации бинарных учеников для обеих моделей.

fullEdge = resubEdge(FullMdl,'BinaryLoss','quadratic')
fullEdge = 0.9896

partEdge = resubEdge(PartMdl,'BinaryLoss','quadratic')
partEdge = 0.5058

Ребро для классификатора, обученного на наборе полных данных, больше, предполагая, что классификатор, обученный со всеми предикторами, имеет лучшую учебно-демонстрационную подгонку.

Входные параметры

свернуть все

Полный, обученный мультикласс модель ECOC, заданная как модель ClassificationECOC, обученная с fitcecoc.

Аргументы в виде пар имя-значение

Укажите необязательные аргументы в виде пар ""имя, значение"", разделенных запятыми. Имя (Name) — это имя аргумента, а значение (Value) — соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: resubEdge(Mdl,'BinaryLoss','quadratic') задает квадратичную бинарную функцию потерь ученика.

Бинарная функция потерь ученика, заданная как пара, разделенная запятой, состоящая из 'BinaryLoss' и встроенного имени функции потерь или указателя на функцию.

  • Эта таблица описывает встроенные функции, где yj является меткой класса для конкретного бинарного ученика (в наборе {-1,1,0}), sj является счетом к наблюдению j, и g (yj, sj) является бинарной формулой потерь.

    ЗначениеОписаниеОбласть счетаg (yj, sj)
    'binodeviance'Биномиальное отклонение(–∞,∞)журнал [1 + exp (–2yjsj)] / [2log (2)]
    'exponential'Экспоненциал(–∞,∞)exp (–yjsj)/2
    'hamming'Хэмминг[0,1] или (– ∞, ∞)[1 – знак (yjsj)]/2
    'hinge'Стержень(–∞,∞)макс. (0,1 – yjsj)/2
    'linear'Линейный(–∞,∞)(1 – yjsj)/2
    'logit'Логистический(–∞,∞)журнал [1 + exp (–yjsj)] / [2log (2)]
    'quadratic'Квадратичный[0,1][1 – yj (2sj – 1)] 2/2

    Программное обеспечение нормирует бинарные потери так, чтобы потеря была 0.5 когда yj = 0. Кроме того, программное обеспечение вычисляет среднюю бинарную потерю для каждого класса.

  • Для пользовательской бинарной функции потерь, например, customFunction, задают его указатель на функцию 'BinaryLoss',@customFunction.

    customFunction имеет эту форму:

    bLoss = customFunction(M,s)
    где:

    • M является K-by-L кодирующий матрицу, сохраненную в Mdl.CodingMatrix.

    • s является 1 L вектором - строкой из очков классификации.

    • bLoss является потерей классификации. Этот скаляр агрегировал бинарные потери для каждого ученика в конкретном классе. Например, можно использовать среднюю бинарную потерю, чтобы агрегировать потерю по ученикам для каждого класса.

    • K является количеством классов.

    • L является количеством бинарных учеников.

    Для примера передачи пользовательской бинарной функции потерь смотрите, Предсказывают Демонстрационные Тестом Метки Модели ECOC Используя Пользовательскую Бинарную Функцию потерь.

Значение BinaryLoss по умолчанию зависит от областей значений счета, возвращенных бинарными учениками. Эта таблица описывает некоторые значения BinaryLoss по умолчанию на основе данных предположений.

ПредположениеЗначение по умолчанию
Все бинарные ученики являются SVMs или или линейный или модели классификации ядер учеников SVM.'hinge'
Все бинарные ученики являются ансамблями, обученными AdaboostM1 или GentleBoost.'exponential'
Все бинарные ученики являются ансамблями, обученными LogitBoost.'binodeviance'
Все бинарные ученики линейны или модели классификации ядер учеников логистической регрессии. Или, вы задаете, чтобы предсказать апостериорные вероятности класса установкой 'FitPosterior',true в fitcecoc.'quadratic'

Чтобы проверять значение по умолчанию, используйте запись через точку, чтобы отобразить свойство BinaryLoss обученной модели в командной строке.

Пример: 'BinaryLoss','binodeviance'

Типы данных: char | string | function_handle

Схема Decoding, которая агрегировала бинарные потери, заданные как пара, разделенная запятой, состоящая из 'Decoding' и 'lossweighted' или 'lossbased'. Для получения дополнительной информации смотрите Бинарную Потерю.

Пример: 'Decoding','lossbased'

Опции оценки, заданные как пара, разделенная запятой, состоящая из 'Options' и массива структур, возвращенного statset.

Вызвать параллельные вычисления:

  • Вам нужна лицензия Parallel Computing Toolbox™.

  • Задайте 'Options',statset('UseParallel',true).

Уровень многословия, заданный как пара, разделенная запятой, состоящая из 'Verbose' и 0 или 1. Verbose управляет количеством диагностических сообщений, что программное обеспечение отображается в Командном окне.

Если Verbose является 0, то программное обеспечение не отображает диагностические сообщения. В противном случае программное обеспечение отображает диагностические сообщения.

Пример: 'Verbose',1

Типы данных: single | double

Больше о

свернуть все

Ребро классификации

classification edge является взвешенным средним classification margins.

Один способ выбрать среди нескольких классификаторов, например, выполнить выбор функции, состоит в том, чтобы выбрать классификатор, который приводит к самому большому ребру.

Поле классификации

classification margin, для каждого наблюдения, различия между отрицательной потерей для истинного класса и максимальной отрицательной потерей среди ложных классов. Если поля находятся в той же шкале, то они служат мерой по уверенности классификации. Среди нескольких классификаторов те, которые приводят к большим полям, лучше.

Бинарная потеря

binary loss является функцией класса и счета классификации, который определяет, как хорошо бинарный ученик классифицирует наблюдение в класс.

Предположим следующее:

  • mkj является элементом (k, j) проекта кодирования матричный M (то есть, код, соответствующий классу k бинарного ученика j).

  • sj является счетом бинарного ученика j для наблюдения.

  • g является бинарной функцией потерь.

  • k^ предсказанный класс для наблюдения.

В loss-based decoding [Escalera и др.], класс, производящий минимальную сумму бинарных потерь по бинарным ученикам, определяет предсказанный класс наблюдения, то есть,

k^=argmink∑j=1L|mkj|g(mkj,sj).

В loss-weighted decoding [Escalera и др.], класс, производящий минимальное среднее значение бинарных потерь по бинарным ученикам, определяет предсказанный класс наблюдения, то есть,

k^=argmink∑j=1L|mkj|g(mkj,sj)∑j=1L|mkj|.

Allwein и др. предполагают, что взвешенное потерей декодирование улучшает точность классификации путем хранения значений потерь для всех классов в том же динамическом диапазоне.

Эта таблица суммирует поддерживаемые функции потерь, где yj является меткой класса для конкретного бинарного ученика (в наборе {-1,1,0}), sj является счетом к наблюдению j и g (yj, sj).

ЗначениеОписаниеОбласть счетаg (yj, sj)
'binodeviance'Биномиальное отклонение(–∞,∞)журнал [1 + exp (–2yjsj)] / [2log (2)]
'exponential'Экспоненциал(–∞,∞)exp (–yjsj)/2
'hamming'Хэмминг[0,1] или (– ∞, ∞)[1 – знак (yjsj)]/2
'hinge'Стержень(–∞,∞)макс. (0,1 – yjsj)/2
'linear'Линейный(–∞,∞)(1 – yjsj)/2
'logit'Логистический(–∞,∞)журнал [1 + exp (–yjsj)] / [2log (2)]
'quadratic'Квадратичный[0,1][1 – yj (2sj – 1)] 2/2

Программное обеспечение нормирует бинарные потери, таким образом, что потеря 0.5, когда yj = 0, и агрегировал использование среднего значения бинарных учеников [Allwein и др.].

Не путайте бинарную потерю с полной потерей классификации (заданный аргументом пары "имя-значение" 'LossFun' функций объекта loss и predict), который измеряется, как хорошо классификатор ECOC выполняет в целом.

Советы

  • Чтобы сравнить поля или ребра нескольких классификаторов ECOC, используйте объекты шаблона, чтобы указать, что общий счет преобразовывает функцию среди классификаторов во время обучения.

Ссылки

[1] Allwein, E., Р. Шапайр и И. Зингер. “Уменьшая мультикласс до двоичного файла: подход объединения для поля classifiers”. Журнал Исследования Машинного обучения. Издание 1, 2000, стр 113–141.

[2] Escalera, S., О. Пуджол и П. Радева. “На процессе декодирования в троичных выходных кодах с коррекцией ошибок”. Транзакции IEEE согласно Анализу Шаблона и Искусственному интеллекту. Издание 32, Выпуск 7, 2010, стр 120–134.

[3] Escalera, S., О. Пуджол и П. Радева. “Отделимость троичных кодов для разреженных проектов выходных кодов с коррекцией ошибок”. Шаблон Recogn. Издание 30, Выпуск 3, 2009, стр 285–297.

Расширенные возможности

Смотрите также

| | | | | |

Темы

Введенный в R2014b

Документация Statistics and Machine Learning Toolbox
Поддержка