sklearn-梯度提升樹(GBDT)參數解釋

一、GBDT類庫boosting框架參數

    首先,我們來看boosting框架相關的重要參數。由於GradientBoostingClassifier和GradientBoostingRegressor的參數絕大部分相同,我們下面會一起來講,不同點會單獨指出。

    1) n_estimators: 也就是弱學習器的最大迭代次數,或者說最大的弱學習器的個數。一般來說n_estimators太小,容易欠擬合,n_estimators太大,又容易過擬合,一般選擇一個適中的數值。默認是100。在實際調參的過程中,我們常常將n_estimators和下面介紹的參數learning_rate一起考慮。

    2) learning_rate: 即每個弱學習器的權重縮減係數?ν,也稱作步長,在原理篇的正則化章節我們也講到了,加上了正則化項,我們的強學習器的迭代公式爲??(?)=??−1(?)+?ℎ?(?)fk(x)=fk−1(x)+νhk(x)。?ν的取值範圍爲0<?≤10<ν≤1。對於同樣的訓練集擬合效果,較小的?ν意味着我們需要更多的弱學習器的迭代次數。通常我們用步長和迭代最大次數一起來決定算法的擬合效果。所以這兩個參數n_estimators和learning_rate要一起調參。一般來說,可以從一個小一點的?ν開始調參,默認是1。

    3) subsample: 即我們在原理篇的正則化章節講到的子採樣,取值爲(0,1]。注意這裏的子採樣和隨機森林不一樣,隨機森林使用的是放回抽樣,而這裏是不放回抽樣。如果取值爲1,則全部樣本都使用,等於沒有使用子採樣。如果取值小於1,則只有一部分樣本會去做GBDT的決策樹擬合。選擇小於1的比例可以減少方差,即防止過擬合,但是會增加樣本擬合的偏差,因此取值不能太低。推薦在[0.5, 0.8]之間,默認是1.0,即不使用子採樣。

    4) init: 即我們的初始化的時候的弱學習器,擬合對應原理篇裏面的?0(?)f0(x),如果不輸入,則用訓練集樣本來做樣本集的初始化分類迴歸預測。否則用init參數提供的學習器做初始化分類迴歸預測。一般用在我們對數據有先驗知識,或者之前做過一些擬合的時候,如果沒有的話就不用管這個參數了。

    5) loss: 即我們GBDT算法中的損失函數。分類模型和迴歸模型的損失函數是不一樣的。

      對於分類模型,有對數似然損失函數"deviance"和指數損失函數"exponential"兩者輸入選擇。默認是對數似然損失函數"deviance"。在原理篇中對這些分類損失函數有詳細的介紹。一般來說,推薦使用默認的"deviance"。它對二元分離和多元分類各自都有比較好的優化。而指數損失函數等於把我們帶到了Adaboost算法。

      對於迴歸模型,有均方差"ls", 絕對損失"lad", Huber損失"huber"和分位數損失“quantile”。默認是均方差"ls"。一般來說,如果數據的噪音點不多,用默認的均方差"ls"比較好。如果是噪音點較多,則推薦用抗噪音的損失函數"huber"。而如果我們需要對訓練集進行分段預測的時候,則採用“quantile”。

    6) alpha:這個參數只有GradientBoostingRegressor有,當我們使用Huber損失"huber"和分位數損失“quantile”時,需要指定分位數的值。默認是0.9,如果噪音點較多,可以適當降低這個分位數的值。

二、GBDT類庫弱學習器參數

    這裏我們再對GBDT的類庫弱學習器的重要參數做一個總結。由於GBDT使用了CART迴歸決策樹,因此它的參數基本來源於決策樹類,也就是說,和DecisionTreeClassifier和DecisionTreeRegressor的參數基本類似。

    1) 劃分時考慮的最大特徵數max_features: 可以使用很多種類型的值,默認是"None",意味着劃分時考慮所有的特徵數;如果是"log2"意味着劃分時最多考慮???2?log2N個特徵;如果是"sqrt"或者"auto"意味着劃分時最多考慮?‾‾√N個特徵。如果是整數,代表考慮的特徵絕對數。如果是浮點數,代表考慮特徵百分比,即考慮(百分比xN)取整後的特徵數。其中N爲樣本總特徵數。一般來說,如果樣本特徵數不多,比如小於50,我們用默認的"None"就可以了,如果特徵數非常多,我們可以靈活使用剛纔描述的其他取值來控制劃分時考慮的最大特徵數,以控制決策樹的生成時間。

    2) 決策樹最大深度max_depth: 默認可以不輸入,如果不輸入的話,默認值是3。一般來說,數據少或者特徵少的時候可以不管這個值。如果模型樣本量多,特徵也多的情況下,推薦限制這個最大深度,具體的取值取決於數據的分佈。常用的可以取值10-100之間。

    3) 內部節點再劃分所需最小樣本數min_samples_split: 這個值限制了子樹繼續劃分的條件,如果某節點的樣本數少於min_samples_split,則不會繼續再嘗試選擇最優特徵來進行劃分。 默認是2.如果樣本量不大,不需要管這個值。如果樣本量數量級非常大,則推薦增大這個值。

    4) 葉子節點最少樣本數min_samples_leaf: 這個值限制了葉子節點最少的樣本數,如果某葉子節點數目小於樣本數,則會和兄弟節點一起被剪枝。 默認是1,可以輸入最少的樣本數的整數,或者最少樣本數佔樣本總數的百分比。如果樣本量不大,不需要管這個值。如果樣本量數量級非常大,則推薦增大這個值。

    5)葉子節點最小的樣本權重和min_weight_fraction_leaf:這個值限制了葉子節點所有樣本權重和的最小值,如果小於這個值,則會和兄弟節點一起被剪枝。 默認是0,就是不考慮權重問題。一般來說,如果我們有較多樣本有缺失值,或者分類樹樣本的分佈類別偏差很大,就會引入樣本權重,這時我們就要注意這個值了。

    6) 最大葉子節點數max_leaf_nodes: 通過限制最大葉子節點數,可以防止過擬合,默認是"None”,即不限制最大的葉子節點數。如果加了限制,算法會建立在最大葉子節點數內最優的決策樹。如果特徵不多,可以不考慮這個值,但是如果特徵分成多的話,可以加以限制,具體的值可以通過交叉驗證得到。

    7) 節點劃分最小不純度min_impurity_split:  這個值限制了決策樹的增長,如果某節點的不純度(基於基尼係數,均方差)小於這個閾值,則該節點不再生成子節點。即爲葉子節點 。一般不推薦改動默認值1e-7。

 

參考博客如:https://www.cnblogs.com/pinard/p/6143927.html

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