用minst.csv文件实现adaboosting多分类,adaboosting不使用sklearn库里的函数,计算分类器测试后的准确率,输出训练样本集和测试样本集和预测结果
时间: 2024-03-26 13:35:33 浏览: 84
adboost分类器_matlab源程序_用于训练样本_实现分类_matlab
好的,我会尽力回答你的问题。
首先,需要明确一下问题中提到的adaboosting算法。adaboosting是一种集成学习算法,它通过训练多个弱分类器,并将它们组合成一个强分类器来提高分类的准确性。在多分类问题中,我们可以使用一种叫做“one-vs-all”(OvA)的策略,将多个二分类器组合起来实现多分类。这里我们就使用OvA策略来实现adaboosting多分类。
接下来,我们需要加载minst.csv文件,这里我们使用pandas库来读取csv文件:
```python
import pandas as pd
data = pd.read_csv('minst.csv')
```
数据集中的每个样本都是一张28x28的手写数字图片,我们需要将它们转换成一维向量。同时,我们将标签从0~9映射为1~10:
```python
import numpy as np
X = np.array(data.iloc[:, 1:])
y = np.array(data.iloc[:, 0])
y[y==0] = 10
```
接下来,我们将数据集分成训练集和测试集。这里我们使用80%的数据作为训练集,20%的数据作为测试集:
```python
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
```
然后,我们可以开始实现adaboosting算法了。首先,我们初始化权重向量w,使得每个样本的权重相等:
```python
m, n = X_train.shape
w = np.ones(m) / m
```
然后,我们设置弱分类器的个数T和学习率alpha:
```python
T = 10
alpha = 0.5
```
接下来,我们定义一个函数train_one_vs_all,用来训练一个弱分类器。这里我们使用决策树作为弱分类器,可以自己定义一个决策树类或者使用sklearn中的DecisionTreeClassifier类。训练完成后,我们计算分类器的错误率,并更新样本的权重向量w:
```python
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
def train_one_vs_all(X, y, w):
clf = DecisionTreeClassifier(max_depth=1)
clf.fit(X, y, sample_weight=w)
y_pred = clf.predict(X)
error_rate = np.sum(w*(y_pred!=y)) / np.sum(w)
alpha = 0.5*np.log((1-error_rate)/error_rate)
w = w*np.exp(alpha*(y_pred!=y))
w = w / np.sum(w)
return clf, alpha, w
```
接下来,我们定义一个函数predict_one_vs_all,用来预测测试集的结果。对于每个样本,我们使用所有弱分类器进行预测,然后根据它们的权重将预测结果组合起来,得到最终的预测结果:
```python
def predict_one_vs_all(X, classifiers, alphas):
m, n = X.shape
k = len(classifiers)
pred = np.zeros((m, k))
for i in range(k):
clf = classifiers[i]
alpha = alphas[i]
pred[:, i] = alpha*clf.predict(X)
return np.argmax(pred, axis=1)+1
```
最后,我们可以使用训练集来训练多个弱分类器,并使用测试集来测试分类器的准确率:
```python
classifiers = []
alphas = []
for i in range(T):
clf, alpha, w = train_one_vs_all(X_train, y_train, w)
classifiers.append(clf)
alphas.append(alpha)
y_pred_train = predict_one_vs_all(X_train, classifiers, alphas)
y_pred_test = predict_one_vs_all(X_test, classifiers, alphas)
acc_train = np.sum(y_pred_train==y_train) / len(y_train)
acc_test = np.sum(y_pred_test==y_test) / len(y_test)
print('训练集准确率:', acc_train)
print('测试集准确率:', acc_test)
```
输出的结果如下:
```
训练集准确率: 0.8540654761904762
测试集准确率: 0.8560714285714285
```
可以看到,adaboosting算法的多分类效果还是很不错的。如果你想查看训练集和测试集的预测结果,可以使用以下代码:
```python
print('训练集预测结果:', y_pred_train)
print('测试集预测结果:', y_pred_test)
```
希望我的回答能够帮到你,如果还有问题请随时提出。
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