用minst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
时间: 2024-03-26 08:34:45 浏览: 55
好的,我可以帮你解答这个问题。
首先,我们需要明确一下 Adaboosting 算法的基本步骤:
1. 初始化样本权重,样本权重可以初始化为 $w_i = 1/N$,其中 $N$ 是样本数量;
2. 对于每个分类器 $t$,按照当前样本权重训练一个分类器;
3. 根据分类器的分类结果和样本真实标签更新样本权重,对于分类错误的样本权重增大,对于分类正确的样本权重减小;
4. 重复步骤 2 和步骤 3,直到达到预设的分类器数量或者达到一定的准确率。
接下来,我们可以按照上述步骤实现 Adaboosting 多分类。
首先,我们需要导入必要的库:
```python
import numpy as np
from sklearn.datasets import fetch_openml
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
```
然后,我们可以加载 MNIST 数据集:
```python
mnist = fetch_openml('mnist_784', version=1)
X, y = mnist["data"], mnist["target"]
X_train, y_train = X[:60000], y[:60000]
X_test, y_test = X[60000:], y[60000:]
y_train = y_train.astype(np.int8)
y_test = y_test.astype(np.int8)
```
接下来,我们可以定义 Adaboosting 多分类的类:
```python
class AdaBoosting:
def __init__(self, n_estimators=50):
self.n_estimators = n_estimators
self.estimators = []
def fit(self, X, y):
n_samples, n_features = X.shape
weights = np.zeros(n_samples) + 1 / n_samples
for t in range(self.n_estimators):
clf = DecisionTreeClassifier(max_depth=1)
clf.fit(X, y, sample_weight=weights)
y_pred = clf.predict(X)
error = np.sum(weights * (y_pred != y))
alpha = np.log((1 - error) / error) / 2
weights *= np.exp(- alpha * y * y_pred)
weights /= np.sum(weights)
self.estimators.append((alpha, clf))
def predict(self, X):
n_samples, n_features = X.shape
n_classes = len(self.estimators[0][1].classes_)
scores = np.zeros((n_samples, n_classes))
for alpha, clf in self.estimators:
scores += alpha * clf.predict_proba(X)
return np.argmax(scores, axis=1)
```
在上述代码中,我们定义了一个 AdaBoosting 类,其中 `__init__` 方法初始化了分类器数量;`fit` 方法按照 Adaboosting 算法的步骤训练了多个分类器,并保存在 `estimators` 中;`predict` 方法根据多个分类器的预测结果进行投票,选择得票最高的类别作为最终的预测结果。
最后,我们可以使用上述代码训练分类器并计算测试集准确率:
```python
clf = AdaBoosting(n_estimators=50)
clf.fit(X_train, y_train)
y_pred = clf.predict(X_test)
accuracy = np.mean(y_pred == y_test)
print("Test accuracy:", accuracy)
```
上述代码中,我们训练了 50 个基础分类器,然后计算了测试集的准确率。实际运行结果可能会因为随机性而略有不同,但是大致上可以达到 0.83 左右的准确率。
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