随机森林原始论文_初识随机森林

article/2025/10/13 14:02:43

在机器学习中,随机森林是一个包含多个决策树的分类器, 并且其输出的类别是由个别树输出的类别的众数而定。 发展出推论出随机森林的算法。 而 "Random Forests" 是他们的商标。 这个术语是1995年由贝尔实验室的Tin Kam Ho所提出的随机决策森林而来的。这个方法则是结合 Breimans 的 "Bootstrap aggregating" 想法和 Ho 的"random subspace method"以建造决策树的集合。

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常见思路:

  1. N来表示训练用例(样本)的个数,M表示特征数目
  2. 输入特征数目m,用于确定决策树上一个节点的决策结果;其中m应远小于M
  3. N个训练用例(样本)中以有放回抽样的方式,取样N次,形成一个训练集(即bootstrap取样),并用未抽到的用例(样本)作预测,评估其误差。
  4. 对于每一个节点,随机选择m个特征,决策树上每个节点的决定都是基于这些特征确定的。根据这m个特征,计算其最佳的分裂方式。
  5. 每棵树都会完整成长而不会剪枝,这有可能在建完一棵正常树状分类器后会被采用

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Bagging是并行式集成学习方法最典型的代表框架。其核心概念在于自助采样(Bootstrap Sampling),给定包含m个样本的数据集,有放回的随机抽取一个样本放入采样集中,经过m次采样,可得到一个和原始数据集一样大小的采样集。我们可以采样得到T个包含m个样本的采样集,然后基于每个采样集训练出一个基学习器,最后将这些基学习器进行组合。这便是Bagging的主要思想。Bagging与Boosting图示如下:

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可以清楚的看到,Bagging是并行的框架,而Boosting则是序列框架(但也可以实现并行)。随机森林(Random Forest)就没有太多难以理解的地方了。所谓随机森林,就是有很多棵决策树构建起来的森林,因为构建过程中的随机性,故而称之为随机森林。随机森林算法是Bagging框架的一个典型代表。


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