草庐IT

基于MATLAB的随机森林分类

雨落倾城(淋雨酱) 2023-05-22 原文


         该分类器最早由Leo Breiman和Adele Cutler提出。 

         在机器学习中,随机森林是一个包含多个决策树的分类器, 并且其输出的类别是由个别树输出的类别的众数而定。 Leo Breiman和Adele Cutler发展出推论出随机森林的算法。 而 "Random Forests" 是他们的商标。 这个术语是1995年由贝尔实验室的Tin Kam Ho所提出的随机决策森林(random decision forests)而来的。这个方法则是结合 Breimans 的 "Bootstrap aggregating" 想法和 Ho 的"random subspace method"以建造决策树的集合。

​        我们都知道,在Python中,可以通过调用sklearn快速构造一个模型,但是我们如何在MATLAB中构建一个随机森林呢?本文将通过MATLAB的随机森林分类实例进行探讨。

step1:数据归一化处理

         集成学习算法对数值大小不敏感,树模型主要关心变量之间的分布和变量之间的概率分布,因此我们会发现,很多时候数据归一化与未归一化的的结果差别不大。但是,很多时候我们都把他进行归一化处理,因为这样可以降低计算机计算的难度,减少并行运算时间。我们可以使用mapminmax函数进行归一化处理。

step2:构建流程

采取有放回的抽样方式构造子数据集,保证不同子集之间的数量级一样(元素可以重复);利用子数据集来构建子决策树;将待预测数据放到每个子决策树中,每个子决策树输出一个结果;统计子决策树的投票结果,投票数多的就是随机森林的输出结果。

(1)从样本集中用 Bootstrap采样选出一定数量的样本,可以通过简单交叉验证进行划分训练集和测试机;

(2)从所有属性中随机选择K个属性,在K个属性中再选择出最佳分割属性作为节点创建决策树;

(3)重复以上两步m次,即建立m棵决策树。可以并行:即m个样本同时提取,m棵决策树同时生成;

(4)这m个决策树形成随机森林,通过投票表决结果(比如少数服从多数)决定待预测数据的结果。

 

 代码:

首先设置trees,leaf,Method参数

net = TreeBagger(trees, p_train, t_train, 'OOBPredictorImportance', OOBPredictorImportance, ...
      'Method', Method, 'OOBPrediction', OOBPrediction, 'minleaf', leaf);


 

step3:计算重要性

1:对于随机森林中的每一颗决策树,使用相应的OOB(袋外数据)数据来计算它的袋外数据误差,记为errOOB1.
2: 随机地对袋外数据OOB所有样本的特征X加入噪声干扰(就可以随机的改变样本在特征X处的值),再次计算它的袋外数据误差,记为errOOB2.
3:假设随机森林中有Ntree棵树,那么对于特征X的重要性=∑(errOOB2-errOOB1)/Ntree,之所以可以用这个表达式来作为相应特征的重要性的度量值是因为:若给某个特征随机加入噪声之后,袋外的准确率大幅度降低,则说明这个特征对于样本的分类结果影响很大,也就是说它的重要程度比较高。

代码:

importance = net.OOBPermutedPredictorDeltaError;  % 重要性

step4:混淆矩阵计算

​在机器学习领域,混淆矩阵(Confusion Matrix),又称为可能性矩阵或错误矩阵。

矩阵对角线上的数值为预测正确的格式,比如​以下训练集的混淆矩阵,类别1的预测正确个数为15个,正确率为100%。

​训练集的混淆矩阵

测试集的混淆矩阵

可以通过confusionchart来输出混淆矩阵。

该图第一列为判断为某一类别的正确率。如第一类数据预测为正确的召回率为83.3%。

 

step5:准确率:

将同类别的数据放在同一段显示,可以直观看到预测结果与实际值的偏离度

 

 

 step6:评价指标:召回率、精确率,ACC等等。

有关基于MATLAB的随机森林分类的更多相关文章

  1. 叮咚买菜基于 Apache Doris 统一 OLAP 引擎的应用实践 - 2

    导读:随着叮咚买菜业务的发展,不同的业务场景对数据分析提出了不同的需求,他们希望引入一款实时OLAP数据库,构建一个灵活的多维实时查询和分析的平台,统一数据的接入和查询方案,解决各业务线对数据高效实时查询和精细化运营的需求。经过调研选型,最终引入ApacheDoris作为最终的OLAP分析引擎,Doris作为核心的OLAP引擎支持复杂地分析操作、提供多维的数据视图,在叮咚买菜数十个业务场景中广泛应用。作者|叮咚买菜资深数据工程师韩青叮咚买菜创立于2017年5月,是一家专注美好食物的创业公司。叮咚买菜专注吃的事业,为满足更多人“想吃什么”而努力,通过美好食材的供应、美好滋味的开发以及美食品牌的孵

  2. Matlab imread()读到了什么 (浅显 当复习文档了) - 2

    matlab打开matlab,用最简单的imread方法读取一个图像clcclearimg_h=imread('hua.jpg');返回一个数组(矩阵),往往是a*b*cunit8类型解释一下这个三维数组的意思,行数、数和层数,unit8:指数据类型,无符号八位整形,可理解为0~2^8的数三个层数分别代表RGB三个通道图像rgb最常用的是24-位实现方法,即RGB每个通道有256色阶(2^8)。基于这样的24-位RGB模型的色彩空间可以表现256×256×256≈1670万色当imshow传入了一个二维数组,它将以灰度方式绘制;可以把图像拆分为rgb三层,可以以灰度的方式观察它figure(1

  3. 华为OD机试用Python实现 -【明明的随机数】 2023Q1A - 2

    华为OD机试题本篇题目:明明的随机数题目输入描述输出描述:示例1输入输出说明代码编写思路最近更新的博客华为od2023|什么是华为od,od薪资待遇,od机试题清单华为OD机试真题大全,用Python解华为机试题|机试宝典【华为OD机试】全流程解析+经验分享,题型分享,防作弊指南华为o

  4. 基于C#实现简易绘图工具【100010177】 - 2

    C#实现简易绘图工具一.引言实验目的:通过制作窗体应用程序(C#画图软件),熟悉基本的窗体设计过程以及控件设计,事件处理等,熟悉使用C#的winform窗体进行绘图的基本步骤,对于面向对象编程有更加深刻的体会.Tutorial任务设计一个具有基本功能的画图软件**·包括简单的新建文件,保存,重新绘图等功能**·实现一些基本图形的绘制,包括铅笔和基本形状等,学习橡皮工具的创建**·设计一个合理舒适的UI界面**注明:你可能需要先了解一些关于winform窗体应用程序绘图的基本知识,以及关于GDI+类和结构的知识二.实验环境Windows系统下的visualstudio2017C#窗体应用程序三.

  5. MIMO-OFDM无线通信技术及MATLAB实现(1)无线信道:传播和衰落 - 2

     MIMO技术的优缺点优点通过下面三个增益来总体概括:阵列增益。阵列增益是指由于接收机通过对接收信号的相干合并而活得的平均SNR的提高。在发射机不知道信道信息的情况下,MIMO系统可以获得的阵列增益与接收天线数成正比复用增益。在采用空间复用方案的MIMO系统中,可以获得复用增益,即信道容量成倍增加。信道容量的增加与min(Nt,Nr)成正比分集增益。在采用空间分集方案的MIMO系统中,可以获得分集增益,即可靠性性能的改善。分集增益用独立衰落支路数来描述,即分集指数。在使用了空时编码的MIMO系统中,由于接收天线或发射天线之间的间距较远,可认为它们各自的大尺度衰落是相互独立的,因此分布式MIMO

  6. kvm虚拟机安装centos7基于ubuntu20.04系统 - 2

    需求:要创建虚拟机,就需要给他提供一个虚拟的磁盘,我们就在/opt目录下创建一个10G大小的raw格式的虚拟磁盘CentOS-7-x86_64.raw命令格式:qemu-imgcreate-f磁盘格式磁盘名称磁盘大小qemu-imgcreate-f磁盘格式-o?1.创建磁盘qemu-imgcreate-fraw/opt/CentOS-7-x86_64.raw10G执行效果#ls/opt/CentOS-7-x86_64.raw2.安装虚拟机使用virt-install命令,基于我们提供的系统镜像和虚拟磁盘来创建一个虚拟机,另外在创建虚拟机之前,提前打开vnc客户端,在创建虚拟机的时候,通过vnc

  7. ruby - 如何在 Ruby 中生成一个非常大的随机整数? - 2

    我想在ruby​​中生成一个64位整数。我知道在Java中你有很多渴望,但我不确定你会如何在Ruby中做到这一点。另外,64位数字中有多少个字符?这是我正在谈论的示例......123456789999。@num=Random.rand(9000)+Random.rand(9000)+Random.rand(9000)但我认为这是非常低效的,必须有一种更简单、更简洁的方法来做到这一点。谢谢! 最佳答案 rand可以将范围作为参数:pa=rand(2**32..2**64-1)#=>11093913376345012184putsa.

  8. ruby-on-rails - (Ruby,Rails) 基于角色的身份验证和用户管理...? - 2

    我正在寻找用于Rails的优质管理插件。似乎大多数现有的插件/gem(例如“restful_authentication”、“acts_as_authenticated”)都围绕着self注册等展开。但是,我正在寻找一种功能齐全的基于管理/管理角色的解决方案——但不是简单地附加到另一个非基于角色的解决方案。如果我找不到,我想我会自己动手......只是不想重新发明轮子。 最佳答案 RyanBates最近做了两个关于授权的railscast(注意身份验证和授权之间的区别;身份验证检查用户是否如她所说的那样,授权检查用户是否有权访问资源

  9. ruby-on-rails - 多次选择一个随机数,但绝不会两次选择相同的随机数 - 2

    这个问题在这里已经有了答案:关闭10年前。PossibleDuplicate:HowdoIgeneratealistofnuniquerandomnumbersinRuby?我想做的事:Random.rand(0..10).timesdoputsRandom.rand(0..10)end但如果随机数已经显示过,则无法再次显示。如何最轻松地做到这一点?

  10. ruby - 以随机顺序将数组拆分为多个数组 - Ruby - 2

    我试图在每次运行时以随机顺序将一个名称数组拆分为多个数组。我知道如何拆分它们:name_array=["bob","john","rob","nate","nelly","michael"]array=name_array.each_slice(2).to_a=>[["bob","john"],["rob","nate"],["nelly","michael"]]但是,如果我希望它每次都以随机顺序吐出它们怎么办? 最佳答案 在做同样的事情之前,打乱数组。(Array#shuffle)name_array.shuffle.each_s

随机推荐