7.2.3 Adaboost算法
Adaboost算法是Freund和Schapire根据在线分配算法提出的,他们详细分析了Adaboost算法错误率的上界,以及为了使强分类器达到错误率,算法所需要的最多迭代次数等相关问题。Adaboost算法不需要预先知道弱学习算法学习正确率的下限即弱分类器的误差,并且最后得到的强分类器的分类精度依赖于所有弱分类器的分类精度,这样可以深入挖掘弱分类器算法的能力。
Adaboost是一种迭代算法,其核心思想是针对同一个训练集训练不同的分类器(弱分类器),然后把这些弱分类器集合起来,构成一个更强的最终分类器(强分类器)。其算法本身是通过改变数据分布来实现的,它根据每次训练集中每个样本的分类是否正确,以及上次的总体分类的准确率,来确定每个样本的权值。将修改过权值的新数据集送给下层分类器进行训练,最后将每次训练得到的分类器融合起来,作为最终的决策分类器。使用Adaboost分类器可以排除一些不必要的训练数据特征,而将训练放在关键的数据上面。
Adaboost算法中不同的训练集是通过调整每个样本对应的权重来实现的。开始时,每个样本对应的权重是相同的,在此样本分布下训练出一弱分类器。对于分类错误的样本,加大其对应的权重;而对于分类正确的样本,降低其权重,这样分错的样本就被突出出来,从而得到一个新的样本分布。在新的样本分布下,再次对弱分类器进行训练,得到弱分类器。依次类推,经过T次循环,得到T个弱分类器,把这T个弱分类器按一定的权重叠加(boost)起来,得到最终想要的强分类器。
Adaboost算法的具体步骤如下。
设输入的n个训练样本为:{(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)},其中xi是输入的训练样本,yi∈{0,1}分别表示正样本和负样本。
(1)初始化每个样本的权重wi,i∈D(i)。
(2)对每个弱分类器t(t=1,…,T):(https://www.daowen.com)
①把权重归一化为一个概率分布;
②对每个特征f,训练一个弱分类器h,计算对应所有特征的弱分类器的加权错误率ε;
③选取最佳的弱分类器h(拥有最小错误率);
④按照这个最佳弱分类器,调整权重。其中εi=0,表示被正确地分类;εi=1表示被错误地分类。
(3)最后的强分类器为
