validation_curve 与 cross_val_score 不同?

数据挖掘 机器学习 Python scikit-学习 决策树 交叉验证
2022-03-07 07:13:36

我正在尝试查看决策树分类器对我的输入的执行情况。为此,我尝试使用验证和学习曲线以及 SKLearn 的交叉验证方法但是,它们有所不同,我不知道该怎么做。

验证曲线如下所示: 在此处输入图像描述

基于改变最大深度参数,我的交叉验证分数越来越差。但是,当我尝试 时cross_val_score,我可靠地获得了 ~72% 的准确度:

在此处输入图像描述

虽然我在clf这里使用默认的树深度,但它仍然让我感到困惑,验证曲线如何从未达到甚至 0.6,但交叉验证分数都高于 0.7。这是什么意思?为什么会有差异?


以下代码供参考。

对于验证曲线:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

from sklearn.datasets import load_digits
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.model_selection import validation_curve

X, y = prepareDataframeX.values, prepareDataframeY.values.ravel()

param_range = np.arange(1, 50, 5)
train_scores, test_scores = validation_curve(
    DecisionTreeClassifier(class_weight='balanced'), X, y, param_name="max_depth", param_range=param_range,
    cv=None, scoring="accuracy", n_jobs=1)
train_scores_mean = np.mean(train_scores, axis=1)
train_scores_std = np.std(train_scores, axis=1)
test_scores_mean = np.mean(test_scores, axis=1)
test_scores_std = np.std(test_scores, axis=1)

plt.title("Validation Curve with Decision Tree Classifier")
plt.xlabel("max_depth")
#plt.xticks(param_range)
plt.ylabel("Score")
plt.ylim(0.0, 1.1)
lw = 2
plt.plot(param_range, train_scores_mean, label="Training score",
             color="darkorange", lw=lw)
plt.fill_between(param_range, train_scores_mean - train_scores_std,
                 train_scores_mean + train_scores_std, alpha=0.2,
                 color="darkorange", lw=lw)
plt.plot(param_range, test_scores_mean, label="Cross-validation score",
             color="navy", lw=lw)
plt.fill_between(param_range, test_scores_mean - test_scores_std,
                 test_scores_mean + test_scores_std, alpha=0.2,
                 color="navy", lw=lw)
plt.legend(loc="best")
plt.show()

对于交叉验证分数:

clf = DecisionTreeClassifier(class_weight='balanced')
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(
    X, y, test_size=0.33, random_state=42)
clf.fit(X_train, y_train)
y_pred = clf.predict(X_test)
clf.score(X_test, y_test)

更新 已询问有关改组的评论。当我通过

X, y = prepareDataframeX.values, prepareDataframeY.values.ravel()
indices = np.arange(y.shape[0])
np.random.shuffle(indices)
X, y = X[indices], y[indices]

我得到:

在此处输入图像描述

这对我来说更没有意义。这是什么意思?

1个回答

首先,你必须打乱你的数据,因为似乎模型已经在训练数据中学习了一种特殊的模式,而这种模式在测试数据中并没有出现这么多。之后,假设您得到了一条与当前曲线类似的验证曲线。如您所见,增加深度值并不会改变学习。两条线是平行的。在每条线可能有交叉的情况下,上面的线有负斜率,下面的线有正斜率,将来在看到的水平上,你可能想要增加水平的数量,而不是在这种情况下。

有同样的错误,意味着你没有过度拟合。但是正如你所看到的,学习量不是太多,这意味着你有高偏差问题,这意味着你没有很好地学习这个问题。在这种情况下,意味着您当前的特征空间可能具有较高的贝叶斯错误,这意味着存在具有相同特征和不同标签的样本。实际上不同类别的分布是重叠的。

关于决策树有一些争论。如果你有连续的数字特征,你可能没有完全相同的输入模式,但它们的范围有重叠。