Перекрестная подтвержденная обобщенная аддитивная модель (GAM) для классификации
ClassificationPartitionedGAM набор обобщенных аддитивных моделей, обученных на перекрестных подтвержденных сгибах. Оцените качество перекрестной подтвержденной классификации при помощи одной или нескольких функций kfold: kfoldPredict, kfoldLoss, kfoldMargin, kfoldEdge, и kfoldfun.
Каждые модели использования функции объекта kfold, обученные на учебном сгибе, (окутывают) наблюдения, чтобы предсказать ответ для сгиба валидации наблюдения (из сгиба). Например, предположите, что вы перекрестный подтверждаете использование пяти сгибов. Программное обеспечение случайным образом присваивает каждое наблюдение в пять групп равного размера (примерно). training fold содержит четыре из групп (примерно 4/5 данных), и validation fold содержит другую группу (примерно 1/5 данных). В этом случае перекрестная проверка продолжает можно следующим образом:
Программное обеспечение обучает первую модель (сохраненный в CVMdl.Trained{1}) при помощи наблюдений в последних четырех группах и резервов наблюдения в первой группе для валидации.
Программное обеспечение обучает вторую модель (сохраненный в CVMdl.Trained{2}) при помощи наблюдений в первой группе и последних трех группах. Программное обеспечение резервирует наблюдения во второй группе для валидации.
Программное обеспечение продолжает подобным образом для третьих, четвертых, и пятых моделей.
Если вы подтверждаете при помощи kfoldPredict, программное обеспечение вычисляет предсказания для наблюдений в группе i при помощи i th модель. Короче говоря, программное обеспечение оценивает ответ для каждого наблюдения при помощи модели, обученной без того наблюдения.
Можно создать ClassificationPartitionedGAM модель двумя способами:
Создайте перекрестную подтвержденную модель из объекта GAM ClassificationGAM при помощи crossval объектная функция.
Создайте перекрестную подтвержденную модель при помощи fitcgam функция и определение одних из аргументов name-value 'CrossVal', 'CVPartition', 'Holdout', 'KFold', или 'Leaveout'.
kfoldPredict | Классифицируйте наблюдения на перекрестную подтвержденную модель классификации |
kfoldLoss | Потеря классификации для перекрестной подтвержденной модели классификации |
kfoldMargin | Поля классификации для перекрестной подтвержденной модели классификации |
kfoldEdge | Ребро классификации для перекрестной подтвержденной модели классификации |
kfoldfun | Перекрестный подтвердите функцию для классификации |
fitcgamОбучите перекрестный подтвержденный GAM с 10 сгибами, который является опцией перекрестной проверки по умолчанию, при помощи fitcgam. Затем используйте kfoldPredict предсказать класс помечает для наблюдений сгиба валидации с помощью модели, обученной на наблюдениях учебного сгиба.
Загрузите ionosphere набор данных. Этот набор данных имеет 34 предиктора, и 351 бинарный ответ для радара возвращается, любой плохо ('b') или хороший ('g').
load ionosphereСоздайте перекрестный подтвержденный GAM при помощи опции перекрестной проверки по умолчанию. Задайте 'CrossVal' аргумент значения имени как 'on'.
rng('default') % For reproducibility CVMdl = fitcgam(X,Y,'CrossVal','on')
CVMdl =
ClassificationPartitionedGAM
CrossValidatedModel: 'GAM'
PredictorNames: {1x34 cell}
ResponseName: 'Y'
NumObservations: 351
KFold: 10
Partition: [1x1 cvpartition]
NumTrainedPerFold: [1x1 struct]
ClassNames: {'b' 'g'}
ScoreTransform: 'logit'
Properties, Methods
fitcgam функция создает ClassificationPartitionedGAM объект модели CVMdl с 10 сгибами. Во время перекрестной проверки программное обеспечение завершает эти шаги:
Случайным образом разделите данные в 10 наборов.
Для каждого набора зарезервируйте набор как данные о валидации и обучите модель с помощью других 9 наборов.
Сохраните 10 компактных, обученных моделей в векторе ячейки 10 на 1 в Trained свойство перекрестного подтвержденного объекта модели ClassificationPartitionedGAM.
Можно заменить установку перекрестной проверки по умолчанию при помощи 'CVPartition', 'Holdout', 'KFold', или 'Leaveout' аргумент значения имени.
Классифицируйте наблюдения на X при помощи kfoldPredict. Функция предсказывает метки класса для каждого наблюдения с помощью модели, обученной без того наблюдения.
label = kfoldPredict(CVMdl);
Создайте матрицу беспорядка, чтобы сравнить истинные классы наблюдений к их предсказанным меткам.
C = confusionchart(Y,label);
Вычислите ошибку классификации.
L = kfoldLoss(CVMdl)
L = 0.0712
Среднее значение misclassification уровень более чем 10 сгибов составляет приблизительно 7%.
crossvalОбучите GAM при помощи fitcgam, и создайте перекрестный подтвержденный GAM при помощи crossval и опция затяжки. Затем используйте kfoldPredict предсказать ответы для наблюдений сгиба валидации с помощью модели, обученной на наблюдениях учебного сгиба.
Загрузите 1 994 данных о переписи, хранимых в census1994.mat. Набор данных состоит из демографических данных Бюро переписи США, чтобы предсказать, передает ли индивидуум 50 000$ в год. Задача классификации состоит в том, чтобы подобрать модель, которая предсказывает категорию зарплаты людей, учитывая их возраст, рабочий класс, образовательный уровень, семейное положение, гонку, и так далее.
load census1994census1994 содержит обучающий набор данных adultdata и тестовые данные устанавливают adulttest. Уменьшать время выполнения для этого примера, поддемонстрационных 500 учебных наблюдений от adultdata при помощи datasample функция.
rng('default') NumSamples = 5e2; adultdata = datasample(adultdata,NumSamples,'Replace',false);
Обучите GAM, который содержит и линейные члены и периоды взаимодействия для предикторов. Задайте, чтобы включать все доступные периоды взаимодействия, p-значения которых не больше 0.05.
Mdl = fitcgam(adultdata,'salary','Interactions','all','MaxPValue',0.05);
Mdl ClassificationGAM объект модели.
Перекрестный подтвердите модель путем определения 30%-й выборки затяжки.
CVMdl = crossval(Mdl,'Holdout',0.3)CVMdl =
ClassificationPartitionedGAM
CrossValidatedModel: 'GAM'
PredictorNames: {1x14 cell}
CategoricalPredictors: [2 4 6 7 8 9 10 14]
ResponseName: 'salary'
NumObservations: 500
KFold: 1
Partition: [1x1 cvpartition]
NumTrainedPerFold: [1x1 struct]
ClassNames: [<=50K >50K]
ScoreTransform: 'logit'
Properties, Methods
crossval функция создает ClassificationPartitionedGAM объект модели CVMdl с опцией затяжки. Во время перекрестной проверки программное обеспечение завершает эти шаги:
Случайным образом выберите и зарезервируйте 30% данных как данные о валидации и обучите модель с помощью остальной части данных.
Сохраните компактную, обученную модель в Trained свойство перекрестного подтвержденного объекта модели ClassificationPartitionedGAM.
Можно выбрать различную установку перекрестной проверки при помощи 'CrossVal', 'CVPartition', 'KFold', или 'Leaveout' аргумент значения имени.
Классифицируйте наблюдения сгиба валидации при помощи kfoldPredict. Функция предсказывает метки класса для наблюдений сгиба валидации при помощи модели, обученной на наблюдениях учебного сгиба. Функция присваивает наиболее часто предсказанная метка к наблюдениям учебного сгиба.
[labels,scores] = kfoldPredict(CVMdl);
Найдите наблюдения сгиба валидации. kfoldPredict возвращает 0 музыки к обоим классам для наблюдений учебного сгиба. Поэтому можно идентифицировать наблюдения сгиба валидации путем нахождения наблюдений, баллы которых являются всеми нулями.
idx = find(sum(abs(scores),2)~=0);
Создайте матрицу беспорядка, чтобы сравнить истинные классы наблюдений к их предсказанным меткам и вычислить ошибку классификации для наблюдений сгиба валидации.
C = confusionchart(adultdata.salary(idx),labels(idx));
L = kfoldLoss(CVMdl)
L = 0.1867
kfoldLossОбучите перекрестную подтвержденную обобщенную аддитивную модель (GAM) с 10 сгибами. Затем используйте kfoldLoss вычислить совокупные ошибки классификации перекрестных проверок (misclassification уровень в десятичном числе). Используйте ошибки определить оптимальное количество деревьев на предиктор (линейный член для предиктора) и оптимальное количество деревьев в период взаимодействия.
В качестве альтернативы можно найти оптимальные значения fitcgam аргументы name-value при помощи аргумента значения имени OptimizeHyperparameters. Для примера смотрите, Оптимизируют GAM Используя OptimizeHyperparameters.
Загрузите ionosphere набор данных. Этот набор данных имеет 34 предиктора, и 351 бинарный ответ для радара возвращается, любой плохо ('b') или хороший ('g').
load ionosphereСоздайте перекрестный подтвержденный GAM при помощи опции перекрестной проверки по умолчанию. Задайте 'CrossVal' аргумент значения имени как 'on'. Задайте, чтобы включать все доступные периоды взаимодействия, p-значения которых не больше 0.05.
rng('default') % For reproducibility CVMdl = fitcgam(X,Y,'CrossVal','on','Interactions','all','MaxPValue',0.05);
Если вы задаете 'Mode' как 'cumulative' для kfoldLoss, затем функция возвращает совокупные ошибки, которые являются средними погрешностями через все сгибы, полученные с помощью того же количества деревьев для каждого сгиба. Отобразите количество деревьев для каждого сгиба.
CVMdl.NumTrainedPerFold
ans = struct with fields:
PredictorTrees: [65 64 59 61 60 66 65 62 64 61]
InteractionTrees: [1 2 2 2 2 1 2 2 2 2]
kfoldLoss может вычислить совокупные ошибки до 59 деревьев предиктора и одно дерево взаимодействия.
Постройте совокупное, перекрестное подтвержденное 10-кратное, ошибка классификации (misclassification уровень в десятичном числе). Задайте 'IncludeInteractions' как false исключить периоды взаимодействия из расчета.
L_noInteractions = kfoldLoss(CVMdl,'Mode','cumulative','IncludeInteractions',false); figure plot(0:min(CVMdl.NumTrainedPerFold.PredictorTrees),L_noInteractions)
Первый элемент L_noInteractions средняя погрешность по всем сгибам, полученным с помощью только точку пересечения (постоянный) термин. (J+1) элемент th L_noInteractions полученное использование средней погрешности термина точки пересечения и первого J деревья предиктора на линейный член. Графический вывод совокупной потери позволяет вам контролировать, как ошибка изменяется как количество деревьев предиктора в увеличениях GAM.
Найдите минимальную ошибку, и количество деревьев предиктора раньше достигало минимальной ошибки.
[M,I] = min(L_noInteractions)
M = 0.0655
I = 23
GAM достигает минимальной ошибки, когда это включает 22 дерева предиктора.
Вычислите совокупную ошибку классификации и линейные члены и периоды взаимодействия.
L = kfoldLoss(CVMdl,'Mode','cumulative')
L = 2×1
0.0712
0.0712
Первый элемент L средняя погрешность по всем сгибам, полученным с помощью точки пересечения (постоянный) термин и все деревья предиктора на линейный член. Второй элемент L полученное использование средней погрешности термина точки пересечения, всех деревьев предиктора на линейный член и одного дерева взаимодействия в период взаимодействия. Ошибка не уменьшается, когда периоды взаимодействия добавляются.
Если вы удовлетворены ошибкой, когда количество деревьев предиктора равняется 22, можно создать прогнозную модель по образованию одномерный GAM снова и определение 'NumTreesPerPredictor',22 без перекрестной проверки.