resubEdge

Ребро классификации реституции для многоклассовой модели выходных кодов с коррекцией ошибок (ECOC)

Свернуть все на странице

Синтаксис

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

Описание

пример

e = resubEdge(Mdl) возвращает ребро классификации реституции (e) для многоклассовой модели выходных кодов с коррекцией ошибок (ECOC) Mdl использование обучающих данных, хранящихся в Mdl.X и соответствующие метки классов, хранящиеся в Mdl.Y.

Классификационное ребро является скалярным значением, которое представляет средневзвешенное значение классификационных полей.

пример

e = resubEdge(Mdl,Name,Value) вычисляет ребро классификации реституции с дополнительными опциями, заданными одним или несколькими аргументами пары "имя-значение". Для примера можно задать схему декодирования, двоичную функцию потерь учащегося и уровень подробностей.

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

Вычислите ребро восстановления для модели ECOC с двоичными учениками SVM.

Загрузите набор данных радужки Фишера. Задайте данные предиктора X и данные отклика Y.

load fisheriris
X = meas;
Y = species;

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

t = templateSVM('Standardize',true);
classOrder = unique(Y)
classOrder = 3x1 cell
    {'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 ClassificationECOC модель.

Вычислите ребро восстановления, который является средним значением полей обучающей выборки.

e = resubEdge(Mdl)
e = 0.4961
Открыть Live Script

Выполните выбор признаков путем сравнения ребер обучающей выборки из нескольких моделей. Основываясь исключительно на этом сравнении, классификатор с наибольшим ребром является лучшим классификатором.

Загрузите набор данных радужки Фишера. Задайте два набора данных:

  • fullX содержит все четыре предиктора.

  • partX содержит только измерения сепаля.

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

Обучите модель ECOC, используя двоичных учащихся SVM для каждого набора предикторов. Стандартизируйте предикторы с помощью шаблона SVM, задайте порядок классов и вычислите апостериорные вероятности.

t = templateSVM('Standardize',true);
classOrder = unique(Y)
classOrder = 3x1 cell
    {'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 расстояние до контура принятия решения. Если вы задаете, чтобы вычислить апостериорные вероятности, то программа использует апостериорные вероятности в качестве счетов.

Вычислите ребро восстановления для каждого классификатора. Квадратичная функция потерь работает с счетами в области [0,1]. Задайте, чтобы использовать квадратичные потери при агрегировании двоичных учащихся для обеих моделей.

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

partEdge = resubEdge(PartMdl,'BinaryLoss','quadratic')
partEdge = 0.5059

Ребро для классификатора, обученного на полном наборе данных, больше, что позволяет предположить, что классификатор, обученный со всеми предикторами, имеет лучшую обучающую выборку подгонку.

Входные параметры

свернуть все

Полная, обученная многоклассовая модель ECOC, заданная как ClassificationECOC модель, обученная с fitcecoc.

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: resubEdge(Mdl,'BinaryLoss','quadratic') задает квадратичную двоичную функцию потерь для учащихся.

Двоичная функция потерь учащегося, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'BinaryLoss' и встроенное имя функции потери или указатель на функцию.

  • Эта таблица описывает встроенные функции, где yj является меткой класса для конкретного двоичного ученика (в наборе {-1,1,0}), sj является счетом для j наблюдений, а g (yj, sj) является формулой двоичных потерь.

    ЗначениеОписаниеСчетg (yj, sj)
    'binodeviance'Биномиальное отклонение(–∞,∞)log [1 + exp (-2 yjsj) ]/[ 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'Квадратный[0,1][1 – yj (2 sj – 1)]2/2

    Программа нормализует двоичные потери так, чтобы потеря была 0,5 при yj = 0. Кроме того, программное обеспечение вычисляет средние двоичные потери для каждого класса.

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

    customFunction имеет следующую форму:

    bLoss = customFunction(M,s)
    где:

    • M - K матрица кодирования L, сохраненная в Mdl.CodingMatrix.

    • s - вектор-строка L 1 байта классификационных баллов.

    • bLoss - классификационные потери. Этот скаляр агрегирует двоичные потери для каждого учащегося в конкретном классе. Для примера можно использовать среднее значение двоичных потерь для агрегирования потерь по учащимся для каждого класса.

    • K - количество классов.

    • L - это количество двоичных учащихся.

    Для примера передачи пользовательской функции двоичных потерь смотрите Предсказание меток теста-образца модели ECOC с помощью Пользовательской функции двоичных потерь.

Значение по умолчанию BinaryLoss значение зависит от областей значений счетов, возвращаемых двоичными учениками. Эта таблица описывает некоторые BinaryLoss по умолчанию значения, основанные на данных допущениях.

ПредположениеЗначение по умолчанию
Все двоичные ученики являются SVM или линейными или ядерными классификационными моделями учащихся SVM.'hinge'
Все двоичные ученики - это ансамбли, обученные AdaboostM1 или GentleBoost.'exponential'
Все двоичные ученики - это ансамбли, обученные LogitBoost.'binodeviance'
Все двоичные ученики являются линейными или ядерными классификационными моделями обучающихся логистической регрессии. Или вы задаете, чтобы предсказать апостериорные вероятности класса путем установки 'FitPosterior',true в fitcecoc.'quadratic'

Чтобы проверить значение по умолчанию, используйте запись через точку для отображения BinaryLoss свойство обученной модели в командной строке.

Пример: 'BinaryLoss','binodeviance'

Типы данных: char | string | function_handle

Схема декодирования, которая агрегирует двоичные потери, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Decoding' и 'lossweighted' или 'lossbased'. Для получения дополнительной информации смотрите Двоичные потери.

Пример: 'Decoding','lossbased'

Опции оценки, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Options' и массив структур, возвращенный statset.

Чтобы вызвать параллельные вычисления:

  • Вам нужна лицензия Parallel Computing Toolbox™.

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

Уровень подробностей, заданный как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Verbose' и 0 или 1. Verbose управляет количеством диагностических сообщений, которые программное обеспечение отображений в Командном окне.

Если Verbose является 0тогда программа не отображает диагностические сообщения. В противном случае программа отображает диагностические сообщения.

Пример: 'Verbose',1

Типы данных: single | double

Подробнее о

свернуть все

Классификационное ребро

Это classification edge - средневзвешенное значение классификационных полей.

Один из способов выбрать один из нескольких классификаторов, например, для выбора признаков, - выбрать классификатор, который дает наибольшее ребро.

Классификационное поле

Для каждого наблюдения classification margin является различием между отрицательной потерей для истинного класса и максимальной отрицательной потерей среди ложных классов. Если поля находятся в одной шкале, то они служат классификационной доверительной мерой. Среди нескольких классификаторов лучше те, которые дают большую маржу.

Двоичные потери

binary loss является функцией класса и классификационной оценки, которая определяет, насколько хорошо двоичный ученик классифицирует наблюдение в класс.

Предположим следующее:

  • mkj является элементом (k, j) матрицы разработки кодирования M (то есть кода, соответствующего k классов двоичных j обучающегося).

  • sj - этот счет двоичных j учащихся для наблюдения.

  • g является функцией двоичных потерь.

  • k^ - предсказанный класс для наблюдения.

В loss-based decoding [Escalera et al.] класс, производящий минимальную сумму двоичных потерь по сравнению с двоичными учениками, определяет предсказанный класс наблюдения, то есть

k^=argmink∑j=1L|mkj|g(mkj,sj).

В loss-weighted decoding [Escalera et al.] класс, производящий минимальное среднее значение двоичных потерь по сравнению с двоичными учениками, определяет предсказанный класс наблюдения, то есть

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

Allwein et al. предположим, что утраченное декодирование повышает точность классификации путем сохранения значений потерь для всех классов в одной динамической области значений.

В этой таблице приведены поддерживаемые функции потерь, где yj является меткой класса для конкретного двоичного обучающегося (в наборе {-1,1,0}), sj является счетом для j наблюдений и g (yj, sj).

ЗначениеОписаниеСчетg (yj, sj)
'binodeviance'Биномиальное отклонение(–∞,∞)log [1 + exp (-2 yjsj) ]/[ 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'Квадратный[0,1][1 – yj (2 sj – 1)]2/2

Программа нормализует двоичные потери таким образом, что потеря составляет 0,5 при yj = 0, и агрегирует, используя среднее значение двоичных учащихся [Allwein et al.].

Не путайте двоичные потери с общими классификационными потерями (заданными 'LossFun' Аргумент пары "имя-значение" из loss и predict функции объекта), который измеряет, насколько хорошо классификатор ECOC работает в целом.

Совет

  • Чтобы сравнить поля или ребра нескольких классификаторов ECOC, используйте объекты шаблона, чтобы задать общую функцию преобразования счета среди классификаторов во время обучения.

Ссылки

[1] Allwein, E., R. Schapire, and Y. Singer. «Сокращение многоклассового числа до двоичного: Унифицирующий подход к маржинальным classifiers». Журнал исследований машинного обучения. Том 1, 2000, стр. 113-141.

[2] Эскалера, С., О. Пужоль, и П. Радева. «О процессе декодирования в троичных выходных кодах с исправлением ошибок». Транзакции IEEE по шаблонному анализу и машинному анализу. Том 32, Выпуск 7, 2010, стр. 120-134.

[3] Эскалера, С., О. Пужоль, и П. Радева. «Разделяемость троичных кодов для разреженных проектов выходных кодов с исправлением ошибок». Pattern Recogn (Повторный вызов шаблона). Том 30, Выпуск 3, 2009, стр. 285-297.

Расширенные возможности

См. также

| | | | | |

Темы

Введенный в R2014b

Statistics and Machine Learning Toolbox документация

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте