不平衡类别学习
创始人
2024-12-27 12:30:51
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不平衡类别学习是指在分类问题中,不同类别的样本数量差异较大,导致模型在预测时对少数类别的预测效果较差的情况。以下是一些解决不平衡类别学习问题的常用方法和对应的代码示例:

  1. 过采样(Oversampling): 过采样方法通过增加少数类别样本数量来平衡数据集。常用的过采样方法有随机过采样(Random Oversampling)和SMOTE(Synthetic Minority Over-sampling Technique)。

    随机过采样示例代码:

    from imblearn.over_sampling import RandomOverSampler
    
    ros = RandomOverSampler(random_state=0)
    X_resampled, y_resampled = ros.fit_resample(X, y)
    

    SMOTE示例代码:

    from imblearn.over_sampling import SMOTE
    
    smote = SMOTE(random_state=0)
    X_resampled, y_resampled = smote.fit_resample(X, y)
    
  2. 欠采样(Undersampling): 欠采样方法通过减少多数类别样本数量来平衡数据集。常用的欠采样方法有随机欠采样(Random Undersampling)和NearMiss。

    随机欠采样示例代码:

    from imblearn.under_sampling import RandomUnderSampler
    
    rus = RandomUnderSampler(random_state=0)
    X_resampled, y_resampled = rus.fit_resample(X, y)
    

    NearMiss示例代码:

    from imblearn.under_sampling import NearMiss
    
    nm = NearMiss()
    X_resampled, y_resampled = nm.fit_resample(X, y)
    
  3. 集成方法: 集成方法通过组合多个分类器的预测结果来提高分类器的性能。常用的集成方法有Bagging和Boosting。

    Bagging示例代码:

    from imblearn.ensemble import BalancedBaggingClassifier
    from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
    
    bbc = BalancedBaggingClassifier(base_estimator=DecisionTreeClassifier(),
                                    sampling_strategy='auto',
                                    replacement=False,
                                    random_state=0)
    bbc.fit(X, y)
    y_pred = bbc.predict(X_test)
    

    Boosting示例代码:

    from imblearn.ensemble import BalancedRandomForestClassifier
    
    brf = BalancedRandomForestClassifier(random_state=0)
    brf.fit(X, y)
    y_pred = brf.predict(X_test)
    
  4. 样本权重调整(Sample Weighting): 样本权重调整方法通过为不同类别的样本分配不同的权重来平衡数据集。常用的样本权重调整方法有SMOTEENN和SMOTETomek。

    SMOTEENN示例代码:

    from imblearn.combine import SMOTEENN
    
    smote_enn = SMOTEENN(random_state=0)
    X_resampled, y_resampled = smote_enn.fit_resample(X, y)
    

    SMOTETomek示例代码:

    from imblearn.combine import SMOTETomek
    
    smote_tomek = SMOTETomek(random_state=0)
    X_resampled, y_resampled = smote_tomek.fit_resample(X, y)
    

这些方法可以根据具体的问题和数据集选择合适的方法进行使用。

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