代码原理
基于RVM-Adaboost的数据回归预测简单原理及流程如下:
原理
RVM-Adaboost结合了相关向量机(Relevance Vector Machine, RVM)和Adaboost算法,旨在通过集成学习提高回归预测的准确性和泛化能力。
(1)相关向量机(RVM):
RVM是一种基于稀疏贝叶斯方法的机器学习算法,适用于分类和回归任务。
它能够自动选择具有相关性的特征向量,从而提高模型的效果。
(2)Adaboost算法:
Adaboost是一种集成学习算法,通过迭代训练一系列弱分类器(在这里是RVM模型),并将它们组合成一个强分类器(或回归器)。
每个弱分类器的权重会根据其预测误差进行调整,使得错误率较高的样本在后续迭代中得到更多关注。
流程
(1)数据预处理:
清洗和整理数据,确保数据质量。
从时间序列数据中提取相关特征,如滞后值、移动平均等。
将数据划分为训练集和测试集。
(2)初始化:
为每个样本初始化权重,确保初始权重均匀分布。
(3)迭代训练:
进行Adaboost的迭代训练过程。
a. 使用当前权重和训练集数据训练一个RVM模型。
b. 计算该RVM模型在训练集上的预测误差。
c. 根据预测误差更新样本权重,误差大的样本权重增加,误差小的样本权重减少。
d. 归一化样本权重,确保权重之和为1。
(4)集成模型:
将所有迭代训练得到的RVM模型进行加权组合,形成最终的集成模型。
(5)预测与评估:
使用集成模型对测试集进行回归预测。
评估模型的预测性能,如计算均方误差(MSE)或平均绝对误差(MAE)等指标。
(6)模型优化:
根据评估结果调整模型参数或改进特征提取方法,以优化模型性能。
总结
基于RVM-Adaboost的数据回归预测方法结合了RVM的自动特征选择和Adaboost的集成学习优势,通过迭代训练和调整权重,逐步优化模型的预测性能。这种方法在处理复杂数据集时具有较高的准确性和泛化能力。
部分代码
%% 清空环境变量
warning off % 关闭报警信息
close all % 关闭开启的图窗
clear % 清空变量
clc
addpath(genpath(pwd));
%% 导入数据
data = readmatrix('回归数据集.xlsx');
data = data(:,1:14);
res=data(randperm(size(data,1)),:); %此行代码用于打乱原始样本,使训练集测试集随机被抽取,有助于更新预测结果。
num_samples = size(res,1); %样本个数
% 训练集和测试集划分
outdim = 1; % 最后一列为输出
num_size = 0.7; % 训练集占数据集比例
num_train_s = round(num_size * num_samples); % 训练集样本个数
f_ = size(res, 2) - outdim; % 输入特征维度
P_train = res(1: num_train_s, 1: f_)';
T_train = res(1: num_train_s, f_ + 1: end)';
M = size(P_train, 2);
P_test = res(num_train_s + 1: end, 1: f_)';
T_test = res(num_train_s + 1: end, f_ + 1: end)';
N = size(P_test, 2);
% 数据归一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input);
[t_train, ps_output] = mapminmax(T_train, 0, 1);
t_test = mapminmax('apply', T_test, ps_output);
%% 转置以适应模型
p_train = p_train'; p_test = p_test';
t_train = t_train'; t_test = t_test';
%% Adaboost增强学习部分
kernel = Kernel('type', 'linear');
parameter = struct( 'display', 'on',...
'type', 'RVR',...
'kernelFunc', kernel);
%% 权重初始化%%
D = ones(1, M) / M;
%% 参数设置
K = 10; % 弱回归器个数
%% 弱回归器回归
for i = 1 : K
i
%% 创建模型
rvm = BaseRVM(parameter);
rvm.train(p_train, t_train);
%% 仿真测试
results1 = rvm.test(p_train, t_train);
E_sim1 = results1.predictedLabel;
results2= rvm.test(p_test,t_test);
E_sim2 = results2.predictedLabel;
%% 仿真预测
t_sim1(i, :) = E_sim1';
t_sim2(i, :) = E_sim2';
%% 预测误差
Error(i, :) = t_sim1(i, :) - t_train';
%% 调整D值
weight(i) = 0;
for j = 1 : M
if abs(Error(i, j)) > 0.02
weight(i) = weight(i) + D(i, j);
D(i + 1, j) = D(i, j) * 1.1;
else
D(i + 1, j) = D(i, j);
end
end
%% 弱回归器i权重
weight(i) = 0.5 / exp(abs(weight(i)));
%% D值归一化
D(i + 1, :) = D(i + 1, :) / sum(D(i + 1, :));
end