如何用r语言得出f-measure

Python047

如何用r语言得出f-measure,第1张

准确率(Preciosion):正类样本分类准确性的度量,即被标记为正类的观测中被正确分类的比例。

Precision = TP / (TP + FP)

召回率(Recall):所有实际正类样本被正确分类的比率。也被称作敏感度(Sensitivity)

Recall = TP / (TP + FN)

F测度(F measure):结合准确率和召回率作为分类有效性的测度。具体公式如下(ß常取1):

F measure = ((1 + β)^2 × Recall × Precision) / ( β^2 × Recall + Precision )

来源 | 雪晴数据网

利用机器学习可以很方便的做情感分析。本篇文章将介绍在R语言中如何利用机器学习方法来做情感分析。在R语言中,由Timothy P.Jurka开发的情感分析以及更一般的文本挖掘包已经得到了很好的发展。你可以查看下sentiment包以及梦幻般的RTextTools包。实际上,Timothy还写了一个针对低内存下多元Logistic回归(也称最大熵)的R包maxtent。

然而,RTextTools包中不包含朴素贝叶斯方法。e1071包可以很好的执行朴素贝叶斯方法。e1071是TU Wien(维也纳科技大学)统计系的一门课程。这个包的主要开发者是David Meyer。

我们仍然有必要了解文本分析方面的知识。用R语言来处理文本分析已经是公认的事实(详见R语言中的自然语言处理)。tm包算是其中成功的一部分:它是R语言在文本挖掘应用中的一个框架。它在文本清洗(词干提取,删除停用词等)以及将文本转换为词条-文档矩阵(dtm)方面做得很好。这里是对它的一个介绍。文本分析最重要的部分就是得到每个文档的特征向量,其中词语特征最重要的。当然,你也可以将单个词语特征扩展为双词组,三连词,n-连词等。在本篇文章,我们以单个词语特征为例做演示。

注意,在R中用ngram包来处理n-连词。在过去,Rweka包提供了函数来处理它,感兴趣的可以查看这个案例。现在,你可以设置RTextTools包中create_matrix函数的参数ngramLength来实现它。

第一步是读取数据:

创建词条-文档矩阵:

现在,我们可以用这个数据集来训练朴素贝叶斯模型。注意,e1071要求响应变量是数值型或因子型的。我们用下面的方法将字符串型数据转换成因子型:

测试结果准确度:

显然,这个结果跟python得到的结果是相同的(这篇文章是用python得到的结果)。

其它机器学习方法怎样呢?

下面我们使用RTextTools包来处理它。

首先,指定相应的数据:

其次,用多种机器学习算法训练模型:

现在,我们可以使用训练过的模型做测试集分类:

准确性如何呢?

得到模型的结果摘要(特别是结果的有效性):

结果的交叉验证:

结果可在我的Rpub页面找到。可以看到,maxent的准确性跟朴素贝叶斯是一样的,其它方法的结果准确性更差。这是可以理解的,因为我们给的是一个非常小的数据集。扩大训练集后,利用更复杂的方法我们对推文做的情感分析可以得到一个更好的结果。示例演示如下:

推文情感分析

数据来自victornep。victorneo展示的是用python对推文做情感分析。这里,我们用R来处理它:

读取数据:

首先,尝试下朴素贝叶斯

然后,尝试其他方法:

这里,我们也希望得到正式的测试结果。包括:

1.analytics@algorithm_summary:包括精确度,召回率,准确率,F-scores的摘要

2.analytics@label_summary:类标签摘要

3.analytics@document_summary:所有数据和得分的原摘要

4.analytics@ensemble_summary:所有 精确度/覆盖度 比值的摘要

现在让我们看看结果:

与朴素贝叶斯方法相比,其它算法的结果更好,召回精度高于0.95。结果可在Rpub查看

原文链接:http://www.xueqing.cc/cms/article/107

基于R语言的梯度推进算法介绍

通常来说,我们可以从两个方面来提高一个预测模型的准确性:完善特征工程(feature engineering)或是直接使用Boosting算法。通过大量数据科学竞赛的试炼,我们可以发现人们更钟爱于Boosting算法,这是因为和其他方法相比,它在产生类似的结果时往往更加节约时间。

Boosting算法有很多种,比如梯度推进(Gradient Boosting)、XGBoost、AdaBoost、Gentle Boost等等。每一种算法都有自己不同的理论基础,通过对它们进行运用,算法之间细微的差别也能够被我们所察觉。如果你是一个新手,那么太好了,从现在开始,你可以用大约一周的时间来了解和学习这些知识。

在本文中,笔者将会向你介绍梯度推进算法的基本概念及其复杂性,此外,文中还分享了一个关于如何在R语言中对该算法进行实现的例子。

快问快答

每当谈及Boosting算法,下列两个概念便会频繁的出现:Bagging和Boosting。那么,这两个概念是什么,它们之间究竟有什么区别呢?让我们快速简要地在这里解释一下:

Bagging:对数据进行随机抽样、建立学习算法并且通过简单平均来得到最终概率结论的一种方法。

Boosting:与Bagging类似,但在样本选择方面显得更为聪明一些——在算法进行过程中,对难以进行分类的观测值赋予了越来越大的权重。

我们知道你可能会在这方面产生疑问:什么叫做越来越大?我怎么知道我应该给一个被错分的观测值额外增加多少的权重呢?请保持冷静,我们将在接下来的章节里为你解答。

从一个简单的例子出发

假设你有一个初始的预测模型M需要进行准确度的提高,你知道这个模型目前的准确度为80%(通过任何形式度量),那么接下来你应该怎么做呢?

有一个方法是,我们可以通过一组新的输入变量来构建一个全新的模型,然后对它们进行集成学习。但是,笔者在此要提出一个更简单的建议,如下所示:

Y = M(x) + error

如果我们能够观测到误差项并非白噪声,而是与我们的模型输出(Y)有着相同的相关性,那么我们为什么不通过这个误差项来对模型的准确度进行提升呢?比方说:

error = G(x) + error2

或许,你会发现模型的准确率提高到了一个更高的数字,比如84%。那么下一步让我们对error2进行回归。

error2 = H(x) + error3

然后我们将上述式子组合起来:

Y = M(x) + G(x) + H(x) + error3

这样的结果可能会让模型的准确度更进一步,超过84%。如果我们能像这样为三个学习算法找到一个最佳权重分配,

Y = alpha * M(x) + beta * G(x) + gamma * H(x) + error4

那么,我们可能就构建了一个更好的模型。

上面所述的便是Boosting算法的一个基本原则,当我初次接触到这一理论时,我的脑海中很快地冒出了这两个小问题:

1.我们如何判断回归/分类方程中的误差项是不是白噪声?如果无法判断,我们怎么能用这种算法呢?

2.如果这种算法真的这么强大,我们是不是可以做到接近100%的模型准确度?

接下来,我们将会对这些问题进行解答,但是需要明确的是,Boosting算法的目标对象通常都是一些弱算法,而这些弱算法都不具备只保留白噪声的能力;其次,Boosting有可能导致过度拟合,所以我们必须在合适的点上停止这个算法。

试着想象一个分类问题

请看下图:

从最左侧的图开始看,那条垂直的线表示我们运用算法所构建的分类器,可以发现在这幅图中有3/10的观测值的分类情况是错误的。接着,我们给予那三个被误分的“+”型的观测值更高的权重,使得它们在构建分类器时的地位非常重要。这样一来,垂直线就直接移动到了接近图形右边界的位置。反复这样的过程之后,我们在通过合适的权重组合将所有的模型进行合并。

算法的理论基础

我们该如何分配观测值的权重呢?

通常来说,我们从一个均匀分布假设出发,我们把它称为D1,在这里,n个观测值分别被分配了1/n的权重。

步骤1:假设一个α(t);

步骤2:得到弱分类器h(t);

步骤3:更新总体分布,

其中,

步骤4:再次运用新的总体分布去得到下一个分类器;

觉得步骤3中的数学很可怕吗?让我们来一起击破这种恐惧。首先,我们简单看一下指数里的参数,α表示一种学习率,y是实际的回应值(+1或-1),而h(x)则是分类器所预测的类别。简单来说,如果分类器预测错了,这个指数的幂就变成了1 *α, 反之则是-1*α。也就是说,如果某观测值在上一次预测中被预测错误,那么它对应的权重可能会增加。那么,接下来该做什么呢?

步骤5:不断重复步骤1-步骤4,直到无法发现任何可以改进的地方;

步骤6:对所有在上面步骤中出现过的分类器或是学习算法进行加权平均,权重如下所示:

案例练习

最近我参加了由Analytics Vidhya组织的在线hackathon活动。为了使变量变换变得容易,在complete_data中我们合并了测试集与训练集中的所有数据。我们将数据导入,并且进行抽样和分类。

library(caret)rm(list=ls())setwd("C:Usersts93856DesktopAV")library(Metrics)complete <- read.csv("complete_data.csv", stringsAsFactors = TRUE)train <- complete[complete$Train == 1,]score <- complete[complete$Train != 1,]set.seed(999)ind <- sample(2, nrow(train), replace=T, prob=c(0.60,0.40))trainData<-train[ind==1,]testData <- train[ind==2,]set.seed(999)ind1 <- sample(2, nrow(testData), replace=T, prob=c(0.50,0.50))trainData_ens1<-testData[ind1==1,]testData_ens1 <- testData[ind1==2,]table(testData_ens1$Disbursed)[2]/nrow(testData_ens1)#Response Rate of 9.052%

接下来,就是构建一个梯度推进模型(Gradient Boosting Model)所要做的:

fitControl <- trainControl(method = "repeatedcv", number = 4, repeats = 4)trainData$outcome1 <- ifelse(trainData$Disbursed == 1, "Yes","No")set.seed(33)gbmFit1 <- train(as.factor(outcome1) ~ ., data = trainData[,-26], method = "gbm", trControl = fitControl,verbose = FALSE)gbm_dev <- predict(gbmFit1, trainData,type= "prob")[,2]gbm_ITV1 <- predict(gbmFit1, trainData_ens1,type= "prob")[,2]gbm_ITV2 <- predict(gbmFit1, testData_ens1,type= "prob")[,2]auc(trainData$Disbursed,gbm_dev)auc(trainData_ens1$Disbursed,gbm_ITV1)auc(testData_ens1$Disbursed,gbm_ITV2)

在上述案例中,运行代码后所看到的所有AUC值将会非常接近0.84。我们随时欢迎你对这段代码进行进一步的完善。在这个领域,梯度推进模型(GBM)是最为广泛运用的方法,在未来的文章里,我们可能会对GXBoost等一些更加快捷的Boosting算法进行介绍。

结束语

笔者曾不止一次见识过Boosting算法的迅捷与高效,在Kaggle或是其他平台的竞赛中,它的得分能力从未令人失望,当然了,也许这要取决于你能够把特征工程(feature engineering)做得多好了。

以上是小编为大家分享的关于基于R语言的梯度推进算法介绍的相关内容,更多信息可以关注环球青藤分享更多干货