基于间隔理论的过采样集成算法

针对传统集成算法不适用于不平衡数据分类的问题，提出基于间隔理论的AdaBoost算法（MOSBoost）。首先通过预训练得到原始样本的间隔；然后依据间隔排序对少类样本进行启发式复制，从而形成新的平衡样本集；最后将平衡样本集输入AdaBoost算法进行训练以得到最终集成分类器。在UCI数据集上进行测试实验，利用F-measure和G-mean两个准则对MOSBoost、AdaBoost、随机过采样AdaBoost（ROSBoost）和随机降采样AdaBoost（RDSBoost）四种算法进行评价。实验结果表明，MOSBoost算法分类性能优于其他三种算法，其中，相对于AdaBoost算法，MOSBoost算法在F-measure和G-mean准则下分别提升了8.4%和6.2%。     

基于GAN-AdaBoost-DT不平衡分类算法的信用卡欺诈分类

针对传统单个分类器在不平衡数据上分类效果有限的问题，基于对抗生成网络（GAN）和集成学习方法，提出一种新的针对二类不平衡数据集的分类方法——对抗生成网络-自适应增强-决策树（GAN-AdaBoost-DT）算法。首先，利用GAN训练得到生成模型，生成模型生成少数类样本，降低数据的不平衡性；其次，将生成的少数类样本代入自适应增强（AdaBoost）模型框架，更改权重，改进AdaBoost模型，提升以决策树（DT）为基分类器的AdaBoost模型的分类性能。使用受测者工作特征曲线下面积（AUC）作为分类评价指标，在信用卡诈骗数据集上的实验分析表明，该算法与合成少数类样本集成学习相比，准确率提高了4.5%，受测者工作特征曲线下面积提高了6.5%；对比改进的合成少数类样本集成学习，准确率提高了4.9%，AUC值提高了5.9%；对比随机欠采样集成学习，准确率提高了4.5%，受测者工作特征曲线下面积提高了5.4%。在UCI和KEEL的其他数据集上的实验结果表明，该算法在不平衡二分类问题上能提高总体的准确率，优化分类器性能。     

基于欠采样和代价敏感的不平衡数据分类算法

针对不平衡数据集中的少数类在传统分类器上预测精度低的问题,提出了一种基于欠采样和代价敏感的不平衡数据分类算法——USCBoost.首先在AdaBoost算法每次迭代训练基分类器之前对多数类样本按权重由大到小进行排序,根据样本权重选取与少数类样本数量相当的多数类样本;之后将采样后的多数类样本权重归一化并与少数类样本组成临...     

一种基于聚类提升的不平衡数据分类算法

不平衡数据分类是机器学习研究领域中的一个热点问题。针对传统分类算法处理不平衡数据的少数类识别率过低问题,文章提出了一种基于聚类的改进AdaBoost分类算法。算法首先进行基于聚类的欠采样,在多数类样本上进行K均值聚类,之后提取聚类质心,与少数类样本数目一致的聚类质心和所有少数类样本组成新的平衡训练集。为了避免少数类样本数量过少而使训练集过小导致分类精度下降,采用少数过采样技术过采样结合聚类欠采样。然后,借鉴代价敏感学习思想,对AdaBoost算法的基分类器分类误差函数进行改进,赋予不同类别样本非对称错分损失。实验结果表明,算法使模型训练样本具有较高的代表性,在保证总体分类性能的同时提高了少数类的分类精度。     

基于样本权重更新的不平衡数据集成学习方法

不平衡数据的问题普遍存在于大数据、机器学习的各个应用领域,如医疗诊断、异常检测等。研究者提出或采用了多种方法来进行不平衡数据的学习,比如数据采样(如SMOTE)或者集成学习(如EasyEnsemble)的方法。数据采样中的过采样方法可能存在过拟合或边界样本分类准确率较低等问题,而欠采样方法则可能导致欠拟合。文中将SMOTE,Bagging,Boosting等算法的基本思想进行融合,提出了Rotation SMOTE算法。该算法通过在Boosting过程中根据基分类器的预测结果对少数类样本进行SMOTE来间接地增大少数类样本的权重,并借鉴Focal Loss的基本思想提出了根据基分类器预测结果直接优化AdaBoost权重更新策略的FocalBoost算法。对不同应用领域共11个不平衡数据集的多个评价指标进行实验测试,结果表明,相比于其他不平衡数据算法(包括SMOTEBoost算法和EasyEnsemble算法),Rotation SMOTE算法在所有数据集上具有最高的召回率,并且在大多数数据集上具有最佳或者次佳的G-mean以及F1Score;而相比于原始的AdaBoost,FocalBoost则在其中9个不平衡数据集上都获得了更优的性能指标。     

一种基于聚类融合欠抽样的不平衡数据分类方法

在面对现实中广泛存在的不平衡数据分类问题时,大多数 传统分类算法假定数据集类分布是平衡的,分类结果偏向多数类,效果不理想。为此,提出了一种基于聚类融合欠抽样的改进AdaBoost分类算法。该算法首先进行聚类融合,根据样本权值从每个簇中抽取一定比例的多数类和全部的少数类组成平衡数据集。使用AdaBoost算法框架,对多数类和少数类的错分类给予不同的权重调整,选择性地集成分类效果较好的几个基分类器。实验结果表明,该算法在处理不平衡数据分类上具有一定的优势。     

快速多分类器集成算法研究

研究快速多分类器集成算法。对多分类器集成需选定一定数量的弱分类器,再为每个弱分类器分配一定权重。在选择弱分类器时,通过计算每个弱分类器在全部训练样本集上的分类错误率,对其进行排序,挑选出分类效果最好的若干弱分类器。在多分类器权重分配策略上,提出2种权重分配方法：Biased AdaBoost算法与基于差分演化的多分类器集成算法。在人脸数据库上的实验结果表明,与经典AdaBoost算法相比,该算法能有效降低训练时间,提高识别准确率。     

基于AdaBoost的类不平衡学习算法

处理类不平衡数据时,少数类的边界实例非常容易被错分。为了降低类不平衡对分类器性能的影响,提出了自适应边界采样算法(AB-SMOTE)。AB-SMOTE算法对少数类的边界样本进行自适应采样,提高了数据集的平衡度和有效性。同时将AB-SMOTE算法与数据清理技术融合,形成基于AdaBoost的集成算法ABTAdaBoost。ABTAdaBoost算法主要包括三个阶段：第一个阶段对训练数据集采用AB-SMOTE算法,降低数据集的类不平衡度;第二个阶段使用Tomek links数据清理技术,清除数据集中的噪声和抽样方法产生的重叠样例,有效提高数据的可用性;第三个阶段使用AdaBoost集成算法生成一个基于N个弱分类器的集成分类器。实验分别以J48决策树和朴素贝叶斯作为基分类器,在12个UCI数据集上的实验结果表明：ABTAdaBoost算法的预测性能优于其它几种算法。     

重采样和集成学习相结合的文本多标签分类

医患纠纷类裁判文书的多标签分类是对其进行高效检索和管理的基础,然而,医患纠纷数据集的类别不平衡和标签共生现象直接影响到文书的多标签分类效果。为此,提出了一种重采样和集成学习相结合的文本多标签分类方案。该方案首先提出一种基于标签集合平均稀疏度的样本重采样算法,用于降低标签共生对重采样的影响,从而改善数据集的类别不平衡性;然后,提出一种基于集成学习的多标签分类算法,其基于重采样后的数据集分别训练出多个基分类器,并对各基分类器以一票否决的投票策略进行组合,从而进一步提升分类器的多标签分类效果。实验结果表明,提出的多标签分类方案不仅适用于医患纠纷类裁判文书,而且适用于其他存在类别不平衡和标签共生问题的文本数据集。     

基于改进SMOTE的软件缺陷预测

为解决软件缺陷预测中的不平衡问题,提出一种基于聚类少数类的改进SMOTE算法。对训练集中的少数类样本进行K-means聚类后,通过关键特征权重及与簇心距离权重,计算每个样本的合成样本数量,采用改进的SMOTE算法实现过抽样。采用CART决策树作为基分类器,使用AdaBoost算法对平衡数据集训练,得到分类模型CSMOTE-AdaBoost。在7组NASA数据集上进行实验,验证分类模型中关键特征权重及与簇心距离权重的有效性,其结果优于传统分类算法,具有更好的分类效果。     

Transforming examples for multiclass boosting

AdaBoost.M2 and AdaBoost.MH are boosting algorithms for learning from multiclass datasets. They have received less attention than other boosting algorithms because they require base classifiers that can handle the pseudoloss or Hamming loss, respectively. The difficulty with these loss functions is that each example is associated with k weights, where k is the number of classes. We address this issue by transforming an m-example dataset with k weights per example into a dataset with km examples and one weight per example. Minimising error on the transformed dataset is equivalent to minimising loss on the original dataset. Resampling the transformed dataset can be used for time efficiency and base classifiers that cannot handle weighted examples. We empirically apply the transformation on several multiclass datasets using naive Bayes and decision trees as base classifiers. Our experiment shows that it is competitive with AdaBoost.ECC, a boosting algorithm using output coding.     

AdaBoost算法研究进展与展望

AdaBoost是最优秀的Boosting算法之一, 有着坚实的理论基础, 在实践中得到了很好的推广和应用. 算法能够将比随机猜测略好的弱分类器提升为分类精度高的强分类器, 为学习算法的设计提供了新的思想和新的方法. 本文首先介绍Boosting猜想提出以及被证实的过程, 在此基础上, 引出AdaBoost算法的起源与最初设计思想;接着, 介绍AdaBoost算法训练误差与泛化误差分析方法, 解释了算法能够提高学习精度的原因;然后, 分析了AdaBoost算法的不同理论分析模型, 以及从这些模型衍生出的变种算法;之后, 介绍AdaBoost算法从二分类到多分类的推广. 同时, 介绍了AdaBoost及其变种算法在实际问题中的应用情况. 本文围绕AdaBoost及其变种算法来介绍在集成学习中有着重要地位的Boosting理论, 探讨Boosting理论研究的发展过程以及未来的研究方向, 为相关研究人员提供一些有用的线索. 最后,对今后研究进行了展望, 对于推导更紧致的泛化误差界、多分类问题中的弱分类器条件、更适合多分类问题的损失函数、 更精确的迭代停止条件、提高算法抗噪声能力以及从子分类器的多样性角度优化AdaBoost算法等问题值得进一步深入与完善.     

基于浮动阈值分类器组合的多标签分类算法

针对目标可以同时属于多个类别的多标签分类问题,提出了一种基于浮动阈值分类器组合的多标签分类算法.首先,分析探讨了基于浮动阈值分类器的AdaBoost算法(AdaBoost.FT)的原理及错误率估计,证明了该算法能克服固定分段阈值分类器对分类边界附近点分类不稳定的缺点从而提高分类准确率;然后,采用二分类(BR)方法将该单标签学习算法应用于多标签分类问题,得到基于浮动阈值分类器组合的多标签分类方法,即多标签AdaBoost.FT.实验结果表明,所提算法的平均分类精度在Emotions数据集上比AdaBoost.MH、ML-kNN、RankSVM这3种算法分别提高约4%、8%、11%;在Scene、Yeast数据集上仅比RankSVM低约3%、1%.由实验分析可知,在不同类别标记之间基本没有关联关系或标签数目较少的数据集上,该算法均能得到较好的分类效果.     

基于基分类器系数和多样性的改进AdaBoost算法

针对传统AdaBoost算法的基分类器线性组合效率低以及过适应的问题,提出了一种基于基分类器系数与多样性的改进算法——WD AdaBoost。首先,根据基分类器的错误率与样本权重的分布状态,给出新的基分类器系数求解方法,以提高基分类器的组合效率;其次,在基分类器的选择策略上,WD AdaBoost算法引入双误度量以增加基分类器间的多样性。在五个来自不同实际应用领域的数据集上,与传统AdaBoost算法相比,CeffAda算法使用新的基分类器系数求解方法使测试误差平均降低了1.2个百分点;同时,WD AdaBoost算法与WLDF_Ada、AD_Ada、sk_AdaBoost等算法相对比,具有更低的错误率。实验结果表明,WD AdaBoost算法能够更高效地集成基分类器,抵抗过拟合,并可以提高分类性能。     

基于免疫克隆特征选择和欠采样集成的垃圾网页检测

为解决垃圾网页检测过程中的“维数灾难”和不平衡分类问题,提出一种基于免疫克隆特征选择和欠采样（US）集成的二元分类器算法。首先,使用欠采样技术将训练样本集大类抽样成多个与小类样本数相近的样本集,再将其分别与小类样本合并构成多个平衡的子训练样本集;然后,设计一种免疫克隆算法遴选出多个最优的特征子集;基于最优特征子集对平衡的子样本集进行投影操作,生成平衡数据集的多个视图;最后,用随机森林（RF）分类器对测试样本进行分类,采用简单投票法确定测试样本的最终类别。在WEBSPAM UK-2006数据集上的实验结果表明,该集成分类器算法应用于垃圾网页检测：与随机森林算法及其Bagging和AdaBoost集成分类器算法相比,准确率、F1测度、AUC等指标均提高11%以上;与其他最优的研究结果相比,该集成分类器算法在F1测度上提高2%,在AUC上达到最优。     

一种贝叶斯网络分类器集群式参数学习的降噪算法

文中首先分析降噪集成算法采用的样本置信度度量函数的性质,阐述此函数不适合处理多类问题的根源。进而设计更有针对性的置信度度量函数,并基于此函数提出一种增强型降噪参数集成算法。从而使鉴别式贝叶斯网络参数学习算法不但有效地抑止噪声影响,而且避免分类器的过度拟合,进一步拓展采用集群式学习算法的鉴别式贝叶斯网络分类器在多类问题上的应用。最后,实验结果及其统计假设检验分析充分验证此算法比目前的集群式贝叶斯网络参数学习方法得到的分类器在性能上有较显著提高。     

基于分类问题的选择性集成学习研究*

提出了一种应用于分类问题,以分类回归树为基学习器,并综合了AdaBoost.M1和Bagging算法特点,利用变相似度聚类技术和贪婪算法来进行选择性集成学习的算法——SECAdaBoostBagging Trees,并将其与几种常用的机器学习算法比较研究得出,该算法往往比其他算法具有更好的泛化性能和更高的运行效率。