基于RVM-Adaboost的数据回归预测

文摘   2024-07-28 22:15   湖南  



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

代码效果图









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MATLAB科研小白
信号处理方向在校博士研究生,目前专研于MATLAB算法及科学绘图等,熟知各种信号分解算法、神经网络时序预测算法、数据拟合算法以及滤波算法。提供一个可以相互学习相互进步的平台
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