人工智能之隨機森林(RF)
影響性能因素:
1)森林中的每個樹越茂盛,分類效果就越好。
2)樹和樹的枝葉穿插越多,分類效果就越差。
隨機森林的隨機選。
1)數據的隨機選取:從原始的數據集中采取有放回的抽樣,構造子數據集。相同或不同子數據集的元素都可以重復。利用子數據集構建子決策樹,將這個數據放到每個子決策樹中,每個子決策樹輸出一個結果。新的數據需要通過隨機森林得到分類結果,通過對子決策樹的判斷結果的投票,得到隨機森林的輸出結果。
2)待選特征的隨機選取:隨機森林中子樹的每一個分裂過程并沒有用到所有的待選特征,僅從所有的待選特征中隨機選取一定的特征,再在隨機選取的特征中選取最優(yōu)特征。這樣能使得隨機森林中的決策樹都能夠彼此不同,提升系統(tǒng)的多樣性,從而提升分類性能。
隨機森林優(yōu)點:
1)具有極高的準確率;
2)可以處理大量的輸入變數,并可以評估變數的重要性;
3)隨機性的引入,使得隨機森林不容易過擬合;
4)隨機性的引入,使得隨機森林有很好的抗噪聲能力;
5)能處理很高維度的數據,并且不用做特征選擇;
6)在創(chuàng)建隨機森林的時候,對generlizationerror使用的是無偏估計;
7)既能處理離散型數據,也能處理連續(xù)型數據,數據集無需規(guī)范化;
8)對于不平衡的分類資料集來說,可以平衡誤差;
9)訓練速度快,可以得到變量重要性排序;
10)容易實現并行化。
隨機森林缺點:
1)當隨機森林中的決策樹個數很多時,訓練時需要的空間和時間會較大;
2)隨機森林在解決回歸問題時并沒有像它在分類中表現的那么好,不能夠作出超越訓練集數據范圍的預測,這可能導致在對某些還有特定噪聲的數據進行建模時出現過度擬合;
3)隨機森林模型還有許多不好解釋的地方,有點算是黑盒模型;
隨機森林應用前景:
隨機森林具有準確度高、抗噪聲能力強、不容易過擬合、數據集無需規(guī)范化、平衡誤差、訓練速度快、易實現并行化、應用性強、適用范圍廣等優(yōu)點。近年來,隨機森林模型在界內的關注度與受歡迎程度有著顯著的提升。它可以快速地被應用到幾乎任何的數據科學問題中去,從而使人們能夠高效快捷地獲得第一組基準測試結果。在各種各樣的問題中,隨機森林一次又一次地展示出令人難以置信的強大,而與此同時它又是如此的方便實用。隨機森林算法可被用于很多不同領域,如銀行,股票市場,醫(yī)藥和電子商務。在銀行領域,用來檢測那些比普通人更高頻率使用銀行服務的客戶,并及時償還他們的債務。也會被用來檢測那些想詐騙銀行的客戶。在金融領域,可用于預測未來股票的趨勢。在醫(yī)療保健領域,可用于識別藥品成分的正確組合,分析患者的病史以識別疾病。在電子商務領域中,隨機森林可以被用來確定客戶是否真的喜歡某個產品。
結語:
隨機森林是一種多功能的機器學習算法,能夠執(zhí)行回歸和分類的任務。隨機森林用隨機的方式建立一個森林,森林里面有很多的決策樹組成,可以將幾個低效模型(決策樹)整合為一個高效模型(隨機森林)。它主要解決了決策樹泛化能力弱的缺點。同時,隨機森林也實現了數據降維,是處理缺失值、異常值或其他數據的重要手段,并取得了不錯成效。隨機森林是人工智能之機器學習中最近比較火的算法,具有準確度高、抗噪聲強、速度快、并行化、適用廣等優(yōu)點,在實際應用中,隨機森林算法性能表現得非常強大和實用,因此在業(yè)界受到高度關注和歡迎,其應用前景非常廣泛和深遠。

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