交叉验证_cross_validation
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最优模型选择中的交叉验证(Crossvalidation)方法很多时候,大家会利用各种方法建立不同的统计模型,诸如普通的cox回归,利用Lasso方法建立的cox回归,或者稳健的cox回归;或者说利用不同的变量建立不同的模型,诸如模型一只考虑了三个因素、模型二考虑了四个因素,最后对上述模型选择(评价)的时候,或者是参数择优的时候,通常传统统计学方法中会用AIC,BIC、拟合优度-2logL,或者预测误差最小等准则来选择最优模型;而最新的文献中都会提到一种叫交叉验证(Cross validation)的方法,或者会用到一种将原始数据按照样本量分为两部分三分之二用来建模,三分之一用来验证的思路(临床上有医生称为内部验证),再或者利用多中心数据,一个中心数据用来建模,另外一个中心数据用来验证(临床上称为外部验证),这些都是什么?总结一下自己最近看的文献和书籍,在这里简单介绍下,仅供参考。
一、交叉验证的概念交叉验证(Cross validation),有时亦称循环估计,是一种统计学上将数据样本切割成较小子集的实用方法。
于是可以先在一个子集上做建模分析,而其它子集则用来做后续对此分析的效果评价及验证。
一开始的子集被称为训练集(Train set)。
而其它的子集则被称为验证集(Validationset)或测试集(Test set)。
交叉验证是一种评估统计分析、机器学习算法对独立于训练数据的数据集的泛化(普遍适用性)能力(Generalize).例如下图文献中,原始数据集中449例观测,文献中将数据集分为了训练集(Primary Cohort)367例,验证集(Validation Cohort)82例。
二、交叉验证的原理及分类假设利用原始数据可以建立n个统计模型,这n 个模型的集合是M={M1,M2,…,Mn},比如我们想做回归,那么简单线性回归、logistic回归、随机森林、神经网络等模型都包含在M中。
交叉验证Cross-validation交叉验证(CrossValidation)⽅法思想简介以下简称交叉验证(Cross Validation)为CV.CV是⽤来验证分类器的性能⼀种统计分析⽅法,基本思想是把在某种意义下将原始数据(dataset)进⾏分组,⼀部分做为训练集(train set),另⼀部分做为验证集(validation set),⾸先⽤训练集对分类器进⾏训练,在利⽤验证集来测试训练得到的模型(model),以此来做为评价分类器的性能指标.常见CV的⽅法如下:1).Hold-Out Method将原始数据随机分为两组,⼀组做为训练集,⼀组做为验证集,利⽤训练集训练分类器,然后利⽤验证集验证模型,记录最后的分类准确率为此Hold-OutMethod下分类器的性能指标.此种⽅法的好处的处理简单,只需随机把原始数据分为两组即可,其实严格意义来说Hold-Out Method并不能算是CV,因为这种⽅法没有达到交叉的思想,由于是随机的将原始数据分组,所以最后验证集分类准确率的⾼低与原始数据的分组有很⼤的关系,所以这种⽅法得到的结果其实并不具有说服性.2).K-fold Cross Validation(记为K-CV)将原始数据分成K组(⼀般是均分),将每个⼦集数据分别做⼀次验证集,其余的K-1组⼦集数据作为训练集,这样会得到K个模型,⽤这K个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此K-CV下分类器的性能指标.K⼀般⼤于等于2,实际操作时⼀般从3开始取,只有在原始数据集合数据量⼩的时候才会尝试取2.K-CV可以有效的避免过学习以及⽋学习状态的发⽣,最后得到的结果也⽐较具有说服性.3).Leave-One-Out Cross Validation(记为LOO-CV)如果设原始数据有N个样本,那么LOO-CV就是N-CV,即每个样本单独作为验证集,其余的N-1个样本作为训练集,所以LOO-CV会得到N个模型,⽤这N个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此下LOO-CV分类器的性能指标.相⽐于前⾯的K-CV,LOO-CV有两个明显的优点:①a.每⼀回合中⼏乎所有的样本皆⽤于训练模型,因此最接近原始样本的分布,这样评估所得的结果⽐较可靠。
交叉验证--Cross validation交叉验证(Cross validation),有时亦称循环估计,是一种统计学上将数据样本切割成较小子集的实用方法。
于是可以先在一个子集上做分析,而其它子集则用来测试训练得到的模型(model),以此来做为评价分类器的性能指标。
一开始的子集被称为训练集。
而其它的子集则被称为验证集或测试集。
交叉验证是一种评估统计分析、机器学习算法对独立于训练数据的数据集的泛化能力(generalize)。
交叉验证一般要尽量满足:训练集的比例要足够多,一般大于一半训练集和测试集要均匀抽样其中第2点特别重要,均匀取样的目的是希望减少training/test set与完整集合之间的偏差(bias),但却也不易做到。
一般的作法是随机取样,当样本数量足够时,便可达到均匀取样的效果。
然而随机也正是此作法的盲点,也是经常是可以在数据上做手脚的地方。
举例来说,当辨识率不理想时,便重新取样一组training set与test set,直到test set的辨识率满意为止,但严格来说这样便算是作弊了交叉验证主要分成以下几类:1)Hold-Out Method将原始数据随机分为两组,一组做为训练集,一组做为验证集,利用训练集训练分类器,然后利用验证集验证模型,记录最后的分类准确率为此Hold-OutMethod下分类器的性能指标.此种方法的好处的处理简单,只需随机把原始数据分为两组即可,其实严格意义来说Hold-Out Method并不能算是CV,因为这种方法没有达到交叉的思想,由于是随机的将原始数据分组,所以最后验证集分类准确率的高低与原始数据的分组有很大的关系,所以这种方法得到的结果其实并不具有说服性.2)K-fold cross-validation:将原始数据分成K组(一般是均分),将每个子集数据分别做一次验证集,其余的K-1组子集数据作为训练集,这样会得到K个模型,用这K个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此K-CV下分类器的性能指标。
weka的4种检验方法Weka是一款强大的机器学习软件,它提供了多种方法用于数据预处理、分类、回归、聚类和关联规则挖掘等任务。
在数据挖掘过程中,为了评估模型的性能和选择最佳的特征子集,我们需要使用各种检验方法。
在本文中,我将介绍Weka 中的四种主要的检验方法:交叉验证、自助法、留一法和训练集/测试集划分。
1. 交叉验证(Cross-Validation)交叉验证是一种常用的检验方法,它将数据集划分为训练集和测试集。
首先,将数据集划分为k个大小相等的子集,称为折(fold)。
然后,依次选取其中一个折作为测试集,剩下的k-1个折作为训练集。
重复这个过程k次,每次都使用不同的折作为测试集,最后得到k个模型的性能评估结果。
最常用的交叉验证方法是k折交叉验证。
在Weka中,使用交叉验证方法可以通过点击“Classify”->“More options...”->“Cross-validation”的选项来设置。
可以选择评估方法(Evaluation method)和折的数量。
Weka会自动进行数据划分和建模,并给出每个模型的性能评估结果。
2. 自助法(Bootstrap)自助法是一种通过有放回重抽样的方式来进行模型评估的方法。
它的基本思想是从原始数据集中有放回地抽取样本来构建新的训练集,然后使用该训练集训练模型,并将原始数据集中未被选中的样本作为测试集进行性能评估。
这个过程重复n次,得到n个模型的性能评估结果。
在Weka中,使用自助法可以通过点击“Classify”->“More options...”->“Bootstrap”的选项来设置。
可以选择自助示例的数量,并进行建模和性能评估。
3. 留一法(Leave-One-Out)留一法是一种特殊的交叉验证方法,即将每个样本作为一个测试集,其他样本作为训练集进行建模和性能评估。
对于含有n个样本的数据集,它将生成n个模型的性能评估结果。
以下简称交叉验证(Cross Validation)为CV.CV是用来验证分类器的性能一种统计分析方法,基本思想是把在某种意义下将原始数据(dataset)进行分组,一部分做为训练集(train set),另一部分做为验证集(validation set),首先用训练集对分类器进行训练,在利用验证集来测试训练得到的模型(model),以此来做为评价分类器的性能指标.常见CV的方法如下:1).Hold-Out Method将原始数据随机分为两组,一组做为训练集,一组做为验证集,利用训练集训练分类器,然后利用验证集验证模型,记录最后的分类准确率为此Hold-OutMethod下分类器的性能指标.此种方法的好处的处理简单,只需随机把原始数据分为两组即可,其实严格意义来说Hold-Out Method 并不能算是CV,因为这种方法没有达到交叉的思想,由于是随机的将原始数据分组,所以最后验证集分类准确率的高低与原始数据的分组有很大的关系,所以这种方法得到的结果其实并不具有说服性.2).K-fold Cross Validation(记为K-CV)将原始数据分成K组(一般是均分),将每个子集数据分别做一次验证集,其余的K-1组子集数据作为训练集,这样会得到K个模型,用这K个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此K-CV下分类器的性能指标.K一般大于等于2,实际操作时一般从3开始取,只有在原始数据集合数据量小的时候才会尝试取2.K-CV可以有效的避免过学习以及欠学习状态的发生,最后得到的结果也比较具有说服性.3).Leave-One-Out Cross Validation(记为LOO-CV)如果设原始数据有N个样本,那么LOO-CV就是N-CV,即每个样本单独作为验证集,其余的N-1个样本作为训练集,所以LOO-CV会得到N个模型,用这N个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此下LOO-CV分类器的性能指标.相比于前面的K-CV,LOO-CV有两个明显的优点:①a.每一回合中几乎所有的样本皆用于训练模型,因此最接近原始样本的分布,这样评估所得的结果比较可靠。
模型评估过程中的验证方法及其优缺点在模型评估过程中,验证方法是一种重要的手段,用于评估模型在未知数据上的性能。
以下将介绍常用的模型验证方法及其优缺点。
1. 留出法(Holdout)留出法是将数据集划分为训练集和验证集两部分,其中训练集用于训练模型,验证集用于评估模型的性能。
一般来说,将数据集划分为70-80%的训练集和20-30%的验证集。
优点:-简单直观,易于理解和实现。
-训练和评估速度较快。
缺点:-对数据划分的依赖性较强,划分不同的训练集和验证集可能会导致结果有较大差异。
-受数据集大小的限制,对于小数据集不适用。
2. 交叉验证法(Cross Validation)交叉验证是将数据集划分为k个大小相等的子集,称为折。
每次选择其中一个折作为验证集,其他k-1个折作为训练集,进行模型训练和评估。
最后将k次验证的结果取平均值作为模型的评估结果。
常见的交叉验证方法包括:-k折交叉验证:将数据集划分为k个折,每次选择一个折作为验证集。
-留一交叉验证:将数据集划分为n个折,每次选择一个折作为验证集,n等于数据集的大小。
优点:-提供了充分的利用数据的机会,避免了留出法中数据划分可能带来的误差。
-对于小数据集也适用。
缺点:-训练和评估时间较长。
-对于训练集不平衡的数据,可能会导致模型评估结果不准确。
3. 自助法(Bootstrap)自助法是通过有放回的抽样方法,从数据集中有放回地随机选择n个样本,用于训练模型。
由于有放回地选取样本,可能会多次选择相同样本,因此获得的训练集大小与原数据集相同。
优点:-充分利用数据,能够提供较为准确的模型评估结果。
-对于小样本数据集,自助法具有较好的鲁棒性。
缺点:-由于每次抽样的训练集和验证集的分布近似相同,可能导致模型在验证集上的性能估计过于乐观。
-训练集的大小约为原数据集大小的63.2%,导致每个样本被重复采样的次数平均为37%,增加了计算开销。
4. 留一法(Leave-One-Out)留一法是k折交叉验证的特例,其中k等于原始数据集的大小。
交叉验证操作方法交叉验证是一种常用的模型评估方法,主要用于评估模型的性能和选择最佳的模型参数。
下面将详细介绍交叉验证的操作方法。
交叉验证的基本原理是将数据集划分为训练集和测试集,利用训练集训练模型,然后用测试集评估模型的性能。
但是,单一的训练集和测试集划分可能会因为样本的随机性而导致评估结果的偏差。
为了减少这种偏差,交叉验证将数据集划分为k个大小相等的子集,依次将其中一个子集作为测试集,其余k-1个子集作为训练集,然后重复k次训练和测试过程,最后将k次的评估结果取平均值作为最终的评估结果。
交叉验证的操作方法如下:1. 确定数据集:首先,需要确定要使用的数据集。
数据集应该足够大,包含足够多的样本,且样本应该尽可能地代表整个数据集的分布情况。
2. 确定k的值:接下来,需要确定k值,即将数据集划分为几个子集。
一般情况下,常用的k值为5、10或者更大一些的值。
k的选择既要考虑计算资源,也要考虑模型的收敛速度。
3. 划分数据集:将数据集按照k的值等分成k个子集。
确保每个子集的大小相等,且保持样本的分布特征。
4. 训练模型:将每个子集中的一个作为测试集,其余k-1个子集作为训练集,用训练集训练模型。
根据模型的类型和任务的需求,可以选择合适的模型,并设定模型的参数。
5. 评估模型:用训练好的模型对测试集进行预测,并根据任务的需求选择合适的评估指标。
常用的评估指标包括准确率、精确率、召回率、F1值等。
6. 重复步骤4和步骤5:重复k次模型的训练和评估过程,每次选择不同的训练集和测试集,直至每个子集都作为测试集进行过模型训练和评估。
7. 结果分析:将k次评估的结果取平均值作为最终的评估结果。
可以对评估结果进行统计分析,比较不同模型的性能,并选择最佳的模型参数。
除了传统的k折交叉验证,还有一些变种的交叉验证方法:1. 留一法交叉验证(Leave-One-Out Cross-Validation):将每个样本作为测试样本,其余样本作为训练样本,重复n次训练和测试,其中n为样本个数。
影像组学交叉验证的意义1.引言1.1 概述影像组学是一种综合应用了多种影像学技术以及生物信息学的交叉学科,它致力于通过对影像数据的采集和分析,揭示影像特征与疾病发生、发展以及治疗效果之间的潜在联系。
随着影像技术的不断进步和医学数据的快速积累,影像组学在临床医学、药物研发和个体化治疗等领域中展示出了广阔的应用前景。
然而,由于数据的复杂性和多样性,以及样本量和维度的限制,单一的影像数据集往往无法充分表征疾病的多方面特征。
为了解决这一问题,交叉验证成为了影像组学研究中一种常用的、有效的评估和验证方法。
通过将数据集分成训练集和测试集,交叉验证可以在一定程度上减小过拟合和欠拟合的风险,提高模型的鲁棒性和泛化能力。
本文旨在探讨影像组学交叉验证的意义。
首先,将介绍影像组学的概念和应用,包括其在疾病早期筛查、病理分型、治疗响应预测等方面的重要作用。
接着,将详细介绍交叉验证的概念和方法,包括常用的交叉验证策略以及评估指标的选择。
最后,将重点讨论影像组学交叉验证的意义,包括提高模型的泛化能力、验证模型的准确性和稳定性等方面。
同时,还将展望未来影像组学交叉验证的发展趋势,并指出当前所面临的挑战和解决方案。
通过本文的阐述,读者将能够深入了解影像组学交叉验证的意义和重要性,同时也能够对如何正确应用交叉验证方法进行准确评估和验证提供一定的指导。
文章结构是指文章在组织和表达上的整体安排和布局。
一个清晰明确的文章结构有助于读者理解文章的逻辑关系和主旨,使文章更易于阅读和领会。
本文的结构如下:1. 引言1.1 概述- 介绍研究主题:影像组学交叉验证的意义- 引出研究背景:基于该主题的重要性和前沿性1.2 文章结构- 说明文章整体的组织和布局- 简要介绍各个部分的内容和目的1.3 目的- 阐述本文研究目的和意义- 提供读者对研究内容的期望和预期2. 正文2.1 影像组学的概念和应用- 介绍影像组学的定义和基本概念- 说明影像组学在医学、生物学等领域的应用和意义2.2 交叉验证的概念和方法- 解释交叉验证的定义和原理- 介绍交叉验证在影像组学中的具体应用方法和步骤- 分析交叉验证在减少模型过拟合、评估模型预测能力等方面的优势和重要性3. 结论3.1 影像组学交叉验证的意义- 总结影像组学交叉验证的重要性和应用- 分析影像组学交叉验证在提高模型稳定性、准确性和可解释性方面的作用- 探讨影像组学交叉验证对于促进临床医学研究和应用的贡献3.2 展望- 展望影像组学交叉验证研究的发展方向- 提出可能的改进和创新点- 强调该领域仍存在的挑战和问题,为未来研究提供参考通过以上结构的布局,本文将全面论述影像组学交叉验证的意义和应用,从而使读者对这一研究方向有较全面的了解,并为进一步的研究提供启示。
sklearn中的交叉验证的实现(Cross-Validation)sklearn是利⽤python进⾏机器学习中⼀个⾮常全⾯和好⽤的第三⽅库,⽤过的都说好。
今天主要记录⼀下sklearn中关于交叉验证的各种⽤法,主要是对sklearn官⽅⽂档进⾏讲解,英⽂⽔平好的建议读官⽅⽂档,⾥⾯的知识点很详细。
先导⼊需要的库及数据集In [1]: import numpy as npIn [2]: from sklearn.model_selection import train_test_splitIn [3]: from sklearn.datasets import load_irisIn [4]: from sklearn import svmIn [5]: iris = load_iris()In [6]: iris.data.shape, iris.target.shapeOut[6]: ((150, 4), (150,))1.train_test_split对数据集进⾏快速打乱(分为训练集和测试集)这⾥相当于对数据集进⾏了shuffle后按照给定的test_size进⾏数据集划分。
In [7]: X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(...: iris.data, iris.target, test_size=.4, random_state=0)#这⾥是按照6:4对训练集测试集进⾏划分In [8]: X_train.shape, y_train.shapeOut[8]: ((90, 4), (90,))In [9]: X_test.shape, y_test.shapeOut[9]: ((60, 4), (60,))In [10]: iris.data[:5]Out[10]:array([[ 5.1, 3.5, 1.4, 0.2],[ 4.9, 3. , 1.4, 0.2],[ 4.7, 3.2, 1.3, 0.2],[ 4.6, 3.1, 1.5, 0.2],[ 5. , 3.6, 1.4, 0.2]])In [11]: X_train[:5]Out[11]:array([[ 6. , 3.4, 4.5, 1.6],[ 4.8, 3.1, 1.6, 0.2],[ 5.8, 2.7, 5.1, 1.9],[ 5.6, 2.7, 4.2, 1.3],[ 5.6, 2.9, 3.6, 1.3]])In [12]: clf = svm.SVC(kernel='linear', C=1).fit(X_train, y_train)In [13]: clf.score(X_test, y_test)Out[13]: 0.966666666666666672.cross_val_score对数据集进⾏指定次数的交叉验证并为每次验证效果评测其中,score默认是以 scoring='f1_macro'进⾏评测的,余外针对分类或回归还有:这需要from sklearn import metrics ,通过在cross_val_score指定参数来设定评测标准;当cv指定为int类型时,默认使⽤KFold或StratifiedKFold进⾏数据集打乱,下⾯会对KFold和StratifiedKFold进⾏介绍。
交叉验证--Cross validation交叉验证(Cross validation),有时亦称循环估计,是一种统计学上将数据样本切割成较小子集的实用方法。
于是可以先在一个子集上做分析,而其它子集则用来测试训练得到的模型(model),以此来做为评价分类器的性能指标。
一开始的子集被称为训练集。
而其它的子集则被称为验证集或测试集。
交叉验证是一种评估统计分析、机器学习算法对独立于训练数据的数据集的泛化能力(generalize)。
交叉验证一般要尽量满足:训练集的比例要足够多,一般大于一半训练集和测试集要均匀抽样其中第2点特别重要,均匀取样的目的是希望减少training/test set与完整集合之间的偏差(bias),但却也不易做到。
一般的作法是随机取样,当样本数量足够时,便可达到均匀取样的效果。
然而随机也正是此作法的盲点,也是经常是可以在数据上做手脚的地方。
举例来说,当辨识率不理想时,便重新取样一组training set与test set,直到test set的辨识率满意为止,但严格来说这样便算是作弊了交叉验证主要分成以下几类:1)Hold-Out Method将原始数据随机分为两组,一组做为训练集,一组做为验证集,利用训练集训练分类器,然后利用验证集验证模型,记录最后的分类准确率为此Hold-OutMethod下分类器的性能指标.此种方法的好处的处理简单,只需随机把原始数据分为两组即可,其实严格意义来说Hold-Out Method并不能算是CV,因为这种方法没有达到交叉的思想,由于是随机的将原始数据分组,所以最后验证集分类准确率的高低与原始数据的分组有很大的关系,所以这种方法得到的结果其实并不具有说服性.2)K-fold cross-validation:将原始数据分成K组(一般是均分),将每个子集数据分别做一次验证集,其余的K-1组子集数据作为训练集,这样会得到K个模型,用这K个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此K-CV下分类器的性能指标。
LIBSVM(四)SVM的参数优化(交叉验证) CV是⽤来验证分类器性能的⼀种统计分析⽅法,其基本思想是在某种意义下将原始数据进⾏分组,⼀部分作为测试集,另⼀部分作为验证集;先⽤训练集对分类器进⾏训练,再利⽤验证集来测试训练得到的模型,以得到的分类准确率作为评价分类器的性能指标。
常见的CV ⽅法如下:1.1 交叉验证(Cross Validation,CV) 伪代码:StartbestAccuracy = 0;bestc = 0;bestg = 0;% 其中n1,n2都是预先给定的数for c = 2^(-n1):2(n1)for g = 2^(-n2):2^(n2)将训练集平均分成 N 部分,设为train(1),train(2),···,train(N)分别让每⼀个部分作为测试及进⾏预测(剩下的N-1部分作为训练集对训练集进⾏训练),取得最后得到的所有分类准确率的平均数,设为 cv.if(cv > bestAccuracy)bestAccuracy = cv;bestc = c;bestg = g;endendendOver 采⽤CV的⽅法,在没有测试标签的情况下可以找到⼀定意义下的最佳参数c和g。
这⾥所说的“⼀定意义下”指的是此时最佳参数c和g是使得训练集在CV思想下能够达到最⾼分类准确率的参数,但不能保证会使得测试集也达到最⾼的分类准确率。
⽤此⽅法对wine数据进⾏分类预测,MATLAB 实现代码如下:%% 交叉验证bestcv = 0;bestc = 0;bestg = 0;for log2c = -5:5for log2g = -5:5cmd =['-v 3 -c ',num2str(2^log2c), ' -g ',num2str(2^log2g)];cv = svmtrain(train_wine_labels,train_wine,cmd);if(cv > bestcv)bestcv = cv;bestc = 2^log2c;bestg = 2^log2g;endendendfprintf('(best c = %g,g = %g,rate = %g)\n',bestc,bestg,bestcv);cmd = ['-c ',num2str(bestc),' -g ',num2str(bestg)];model = svmtrain(train_wine_labels,train_wine,cmd);[predict_label,accuracy,dec_value]=svmpredict(test_wine_labels,test_wine,model);(best c = 2,g = 0.5,rate = 98.8764)Accuracy = 98.8764% (88/89) (classification)1.2 K-CV 算法(K - fold Cross Validation ) 将原始数据分成K组(⼀般是均分),将每个⼦集数据分别做⼀次验证集,其余的 K-1 组⼦集数据作为训练集,这样会得到 K 个模型,⽤这 K 个模型最终的验证集的分类准确率的平均值作为此 K-CV 下分类器的性能指标。
交叉验证阈值什么是交叉验证在机器学习领域中,为了评估和选择模型的性能,我们需要将数据集划分为训练集和测试集。
训练集用于训练模型,而测试集用于评估模型的性能。
然而,这种单次的划分可能会导致模型在某些特定数据集上表现良好,但在其他数据集上表现不佳。
为了解决这个问题,交叉验证应运而生。
交叉验证(Cross-validation)是一种通过将数据集划分为多个子集来评估模型性能的技术。
它可以更好地估计模型在未知数据上的表现,从而更好地选择模型和调整参数。
交叉验证是一种统计学上的重抽样方法,通过多次重复随机划分数据集并训练模型,来减小对单次划分的依赖性。
交叉验证的过程交叉验证的过程可以简单概括为以下几个步骤:1.将原始数据集随机划分为K个大小相等的子集,通常称为“折”(fold)。
2.按照特定的规则,选择其中一折作为测试集,其他折作为训练集。
3.使用训练集对模型进行训练。
4.使用测试集评估模型的性能。
5.重复步骤2-4,直到每个折都被用作一次测试集。
6.对每次测试的结果进行汇总,得到模型的最终性能评估。
常用的交叉验证方法有k折交叉验证(k-fold cross-validation)、留一交叉验证(leave-one-out cross-validation)和留p交叉验证(leave-p-out cross-validation)等。
交叉验证的优势交叉验证具有以下几个优势:1.更准确的模型评估:交叉验证可以更准确地评估模型在未知数据上的表现,避免了单次划分可能带来的偶然性。
2.参数调整和模型选择:通过交叉验证,可以比较不同模型或不同参数下的模型性能,从而选择最佳的模型或调整最佳的参数。
3.避免过拟合:交叉验证可以帮助我们发现模型是否存在过拟合问题。
如果模型在训练集上表现良好,但在测试集上表现不佳,可能意味着模型过拟合了训练数据。
4.更好的数据利用:通过交叉验证,我们可以充分利用数据集中的所有样本,提高模型的训练效果。
k折交叉验证的验证集(原创实用版)目录1.交叉验证的概念2.K 折交叉验证的定义3.K 折交叉验证的验证集4.K 折交叉验证的优缺点5.实际应用中的 K 折交叉验证正文1.交叉验证的概念交叉验证(Cross Validation)是一种统计学上的方法,用于评估模型的性能和泛化能力。
在机器学习和数据挖掘领域,交叉验证常常用于调整模型参数,选择最佳模型以及评估模型的性能。
2.K 折交叉验证的定义K 折交叉验证(K-fold Cross Validation)是交叉验证的一种形式,其中 K 是一个整数,表示将数据集划分为 K 份。
在 K 折交叉验证中,每次选取其中 K-1 份数据作为训练集,剩余的一份作为测试集。
这个过程会重复 K 次,每次使用不同的测试集。
最后,根据 K 次测试集的结果,可以评估模型的性能和泛化能力。
3.K 折交叉验证的验证集在 K 折交叉验证过程中,每次迭代都会产生一个测试集。
这 K 个测试集一起构成了 K 折交叉验证的验证集。
验证集的作用是评估模型在未见过的数据上的表现,从而判断模型的泛化能力。
4.K 折交叉验证的优缺点优点:a.可以评估模型在不同数据集上的表现,提高模型的泛化能力;b.可以对模型的性能进行更为准确的估计;c.可以用于选择最佳模型参数。
缺点:a.计算成本较高,因为需要进行多次迭代;b.对于小样本数据,K 折交叉验证的结果可能不稳定。
5.实际应用中的 K 折交叉验证在实际应用中,K 折交叉验证被广泛应用于模型选择、参数调整和性能评估。
例如,在支持向量机(SVM)算法中,可以使用 K 折交叉验证来选择最佳的核函数类型和参数。
交叉验证选参数摘要:1.交叉验证的定义与作用2.交叉验证的常用方法3.交叉验证在参数选择中的应用4.交叉验证的优点与局限性正文:一、交叉验证的定义与作用交叉验证(Cross Validation)是一种统计学上的方法,主要用于评估模型的性能和选择最优参数。
在机器学习和数据挖掘领域,交叉验证被广泛应用于模型的调参、模型的性能评估以及模型的泛化能力分析。
简单来说,交叉验证就是将数据集划分为训练集和验证集,使用训练集训练模型,然后使用验证集对模型进行评估,从而得到模型的性能指标。
二、交叉验证的常用方法交叉验证可以分为以下几种常用方法:1.留出法(Holdout Validation):将数据集划分为训练集和测试集,使用训练集训练模型,然后使用测试集进行性能评估。
这种方法简单易行,但容易受到测试集的选择影响,导致对模型性能的估计偏差。
2.交叉验证法(K-Fold Cross Validation):将数据集划分为K 个不相交的子集(K-1 个训练集和1 个测试集),然后对每个子集进行留出法,最后取各子集结果的平均值作为模型性能的估计。
K 值越大,交叉验证的估计越准确,但计算量也越大。
3.随机分割法(Random Split Validation):在每次迭代中,随机从数据集中抽取一部分作为训练集,剩余部分作为测试集。
这种方法可以有效地避免留出法中测试集选择偏差的问题,但需要多次迭代以获得稳定的结果。
三、交叉验证在参数选择中的应用在机器学习中,参数选择对于模型性能的影响至关重要。
交叉验证可以帮助我们在不同的参数配置下评估模型性能,从而选择最优参数。
具体操作步骤如下:1.对模型的每个参数配置进行训练。
2.使用交叉验证方法对每个参数配置下的模型进行性能评估。
3.根据评估结果,选择具有最佳性能的参数配置。
四、交叉验证的优点与局限性交叉验证的优点主要体现在:1.可以有效地评估模型在不同参数配置下的性能。
2.可以检验模型的泛化能力,避免过拟合现象。
交叉验证选参数【最新版】目录1.交叉验证的定义与作用2.交叉验证的过程3.交叉验证的优点与局限性4.参数选择与模型优化5.总结正文一、交叉验证的定义与作用交叉验证(Cross Validation)是一种评估模型性能和选择参数的方法,主要通过将数据集划分为训练集和验证集,多次重复训练模型并在验证集上评估模型性能,从而得到模型在不同数据集上的表现,以评估模型的泛化能力。
交叉验证在机器学习、统计学等领域中具有重要作用,可以帮助我们找到最优的模型参数,提高模型的预测性能。
二、交叉验证的过程交叉验证的过程通常分为以下几个步骤:1.将数据集划分为 K 份(K-fold cross validation),每份作为一次验证集,其余的作为训练集。
2.针对每次验证集,使用训练集训练模型,并在验证集上评估模型性能。
3.计算 K 次验证的平均性能指标,如准确率、召回率等。
4.根据平均性能指标,选择合适的模型参数。
三、交叉验证的优点与局限性交叉验证具有以下优点:1.可以评估模型在不同数据集上的表现,提高模型的泛化能力。
2.可以有效地避免过拟合现象,提高模型的预测性能。
3.可以比较不同参数的模型性能,帮助我们选择最优的参数。
然而,交叉验证也存在一定的局限性:1.计算成本较高,需要多次训练模型并评估性能。
2.当数据量较小时,交叉验证的效果可能不明显。
3.对于某些特殊类型的模型,交叉验证可能无法有效地评估其性能。
四、参数选择与模型优化通过交叉验证,我们可以选择最优的模型参数,从而提高模型的性能。
在实际应用中,我们可以根据以下原则进行参数选择:1.选择验证集上性能最优的参数。
2.考虑参数的稳定性,选择具有较好泛化能力的参数。
3.综合考虑训练集和验证集的性能,选择适合的参数。
此外,为了进一步优化模型,我们还可以采用以下方法:1.使用正则化(Regularization)方法,如 L1、L2 正则化,以防止过拟合。
2.采用集成学习(Ensemble Learning)方法,如 Bagging、Boosting 等,提高模型的预测性能。
大模型评估方法介绍在人工智能领域,大模型指的是参数数量庞大的深度学习模型,通常具有上百万乃至数千万个参数。
大模型的训练和应用在很多任务中都能取得很好的效果,但是对于大模型的评估也变得非常重要。
本文将探讨大模型评估方法,并介绍一些常用的评估指标和技术。
大模型评估指标1. 准确率(Accuracy)准确率是最常见的评估指标之一,用于衡量模型在所有样本中正确分类的比例。
对于多分类问题,准确率可以按照每个类别的分类结果进行平均计算。
然而,当样本不均衡时,准确率可能会产生误导,因为模型可能会倾向于预测数量较多的类别。
因此,在评估大模型时,还需要考虑其他指标。
2. 精确率(Precision)和召回率(Recall)精确率和召回率常用于二分类问题中。
精确率衡量了模型在所有预测为正类别的样本中真正为正的比例,而召回率衡量了模型在所有真实为正类别的样本中预测为正的比例。
精确率和召回率可以根据实际需求进行平衡,常用的衡量指标是F1-score,它是精确率和召回率的调和平均值。
3. Top-K准确率(Top-K Accuracy)Top-K准确率用于评估模型对于正确答案的预测排名是否正确。
例如,对于分类问题,Top-K准确率衡量的是模型在前K个预测结果中是否包含了正确答案。
Top-K 准确率可以更好地评估模型在多分类任务中的性能,特别是当正确答案可能不唯一时。
4. AUC-ROCAUC-ROC是用于评估二分类任务中模型预测性能的重要指标。
ROC曲线是以真阳性率(True Positive Rate)为纵轴,伪阳性率(False Positive Rate)为横轴的曲线。
AUC-ROC是ROC曲线下的面积,范围从0到1之间。
AUC-ROC越接近1,表示模型的性能越好。
大模型评估技术1. 交叉验证(Cross-validation)交叉验证是一种用于评估模型泛化能力的技术。
它将数据集划分为K个等分,每次将其中的K-1份作为训练集,剩下的1份作为验证集,然后反复进行K次训练和验证,最后取平均结果作为最终评估指标。
在机器学习和数据分析中,交叉验证(Cross-validation)是一种评估模型性能的常用方法。
通过将数据集分割成多个部分,并在每次迭代中使用一部分数据作为训练集,剩余的数据作为验证集,可以更准确地评估模型的性能。
下面是一个交叉验证表格的示例,其中展示了5-折交叉验证的结果。
该表格显示了每个验证集的评估指标值以及平均值和标准偏差。
验证集准确率(%)精确率(%)召回率(%)F1 分数
185.7188.8982.1485.22
282.1483.3380.0081.67
385.7186.6784.0985.33
485.7190.0081.4886.11
588.5790.0086.6788.33
平均值85.7186.6782.8685.33
标准偏差 2.33 2.29 2.41 2.33
在这个示例中,使用了5-折交叉验证,即将数据集划分为5个部分。
在每次迭代中,使用4个部分作为训练集,剩余的一部分作为验证集。
表格中的每一行代表一个验证集,并显示了对应的评估指标值。
最后,表格还计算了每个评估指标
的平均值和标准偏差,以提供一个全面的性能评估。
交叉验证(cross validation) 以下简称交叉验证(Cross Validation)为CV.CV是用来验证分类器的性能一种统计分析方法,基本思想是把在某种意义下将原始数据(dataset)进行分组,一部分做为训练集(train set),另一部分做为验证集(validation set),首先用训练集对分类器进行训练,在利用验证集来测试训练得到的模型(model),以此来做为评价分类器的性能指标.常见CV的方法如下:
1)Hold-Out Method
将原始数据随机分为两组,一组做为训练集,一组做为验证集,利用训练集训练分类器,然后利用验证集验证模型,记录最后的分类准确率为此
Hold-OutMethod下分类器的性能指标.此种方法的好处的处理简单,只需随机把原始数据分为两组即可,其实严格意义来说Hold-Out Method并不能算是CV,因为这种方法没有达到交叉的思想,由于是随机的将原始数据分组,所以最后验证集分类准确率的高低与原始数据的分组有很大的关系,所以这种方法得到的结果其实并不具有说服性.
2)K-fold Cross Validation(记为K-CV)
将原始数据分成K组(一般是均分),将每个子集数据分别做一次验证集,其余的K-1组子集数据作为训练集,这样会得到K个模型,用这K个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此K-CV下分类器的性能指标.K一般大于等于2,实际操作时一般从3开始取,只有在原始数据集合数据量小的时候才会尝试取2.K-CV可以有效的避免过学习以及欠学习状态的发生,最后得到的结果也比较具有说服性.
3)Leave-One-Out Cross Validation(记为LOO-CV)
如果设原始数据有N个样本,那么LOO-CV就是N-CV,即每个样本单独作为验证集,其余的N-1个样本作为训练集,所以LOO-CV会得到N个模型,用这N个模型最终的验证集的分类准确率的平均数作为此下LOO-CV分类器的性能指标.相比于前面的K-CV,LOO-CV有两个明显的优点:
①每一回合中几乎所有的样本皆用于训练模型,因此最接近原始样本的分布,这样评估所得的结果比较可靠。
②实验过程中没有随机因素会影响实验数据,确保实验过程是可以被复制的。
但LOO-CV的缺点则是计算成本高,因为需要建立的模型数量与原始数据样本数量相同,当原始数据样本数量相当多时,LOO-CV在实作上便有困难几乎就是不显示,除非每次训练分类器得到模型的速度很快,或是可以用并行化计算减少计算所需的时间.
1.Test-set estimator of performance has high variance.
2.CV涉及到模型评价与选择,获得最有的模型后,使用所有观测
训练作为预测模型。
whichever model gives the best CV score: train
it with all data,and that's the predictive model you'll use.
3.AIC(AKaike information criterion赤池信息标
准) ,BIC( bayesion information criterion)
4.how can we use cross-validation to find useful subset!
5.intensive use of cross validation can overfit.
6.hold out an additional testset before doing any model
selection.
在pattern recognition与machine learning的相关研究中,经常会将dataset分为training跟test这两个subsets,前者用以建立model,后者则用来评估该model对未知样本进行预测时的精确度,正规的说法是generalization ability。
在往下叙述之前,这边就必须点出一个极为重要的观念:只有training data才可以用在model的训练过程中,test data则必须在model完成之后才被用来评估model优劣的依据。
怎么将完整的dataset分为training set与test set也是学问,必须遵守两个要点:
1.training set中样本数量必须够多,一般至少大于总样本数的
50%。
2.两组子集必须从完整集合中均匀取样。
其中第2点特别重要,均匀取样的目的是希望减少training/test set与完整集合之间的偏差(bias),但却也不易做到。
一般的作法是随机取样,当样本数量足够时,便可达到均匀取样的效果。
然而随机也正是此作法的盲点,也是经常是可以在数据上做手脚的地方。
举例来说,当辨识率不理想时,便重新取样一组training set与test set,直到test set的辨识率满意为止,但严格来说这样便算是作弊了。
Cross-validation正是为了有效的估测generalization error所设计的实验方法,可以细分为double cross-validation、k-fold cross-validation与leave-one-out cross-validation。
Double cross-validation也称2-fold cross-validation(2-CV),作法是将dataset分成两个相等大小的subsets,进
行两回合的分类器训练。
在第一回合中,一个subset作为training set,另一个便作为test set;在第二回合中,则将training set与test set对换后,再次训练分类器,而其中我们比较关心的是两次test sets的辨识率。
不过在实务上2-CV并不常用,主要原因是training set样本数太少,通常不足以代表母体样本的分布,导致test阶段辨识率容易出现明显落差。
此外,2-CV中分subset 的变异度大,往往无法达到「实验过程必须可以被复制」的要求。
K-fold cross-validation (k-CV)则是double cross-validation的延伸,作法是将dataset切成k个大小相等的subsets,每个subset皆分别作为一次test set,其余样本则作为training set,因此一次k-CV的实验共需要建立k 个models,并计算k次test sets的平均辨识率。
在实作上,k要够大才能使各回合中的training set样本数够多,一般而言k=10算是相当足够了。
最后是leave-one-out cross-validation (LOOCV),假设dataset中有n 个样本,那LOOCV也就是n-CV,意思是每个样本单独作为一次test set,剩余n-1个样本则做为training set,故一次LOOCV共要建立n个models。
相较于前面介绍的k-CV,LOOCV有两个明显的优点:
∙每一回合中几乎所有的样本皆用于训练model,因此最接近母体样本的分布,估测所得的generalization error比较可靠。
∙实验过程中没有随机因素会影响实验数据,确保实验过程是可以被复制的。
但LOOCV的缺点则是计算成本高,因为需要建立的models数量与总样本数量相同,当总样本数量相当多时,LOOCV在实作上便有困难,除非每次训练model 的速度很快,或是可以用平行化计算减少计算所需的时间。
使用Cross-Validation时常犯的错误
由于实验室许多研究都有用到evolutionary algorithms(EA)与classifiers,所使用的fitness function中通常都有用到classifier的辨识率,然而把cross-validation用错的案例还不少。
前面说过,只有training data 才可以用于model的建构,所以只有training data的辨识率才可以用在fitness function中。
而EA是训练过程用来调整model最佳参数的方法,所以只有在EA 结束演化后,model参数已经固定了,这时候才可以使用test data。
那EA跟cross-validation要如何搭配呢?Cross-validation的本质是用来估测(estimate)某个classification method对一组dataset的generalization error,不是用来设计classifier的方法,所以
cross-validation不能用在EA的fitness function中,因为与fitness function有关的样本都属于training set,那试问哪些样本才是test set呢?
如果某个fitness function中用了cross-validation的training或test辨识率,那么这样的实验方法已经不能称为cross-validation了。
EA与k-CV正确的搭配方法,是将dataset分成k等份的subsets后,每次取1份subset作为test set,其余k-1份作为training set,并且将该组training set套用到EA的fitness function计算中(至于该training set如何进一步利用则没有限制)。
因此,正确的k-CV 会进行共k次的EA演化,建立k个classifiers。
而k-CV的test辨识率,则是k组test sets对应到EA训练所得的k个classifiers辨识率之平均值。