Алгоритм СТОЛП
Материал из MachineLearning.
Алгоритм СТОЛП (STOLP) - алгоритм отбора эталонных объектов для метрического классификатора; алгоритм минимизации набора эталонов.
Содержание |
Задача
Дана выборка . Необходимо оставить в качестве обучающей выборки только ее часть, не ухудшая качества классификации, то есть построить множество эталонов, не менее чем по одному эталону на класс.
Эталоны
- Эталонами для i-го класса могут служить такие объекты этого класса, что расстояние от любого принадлежащего ему объекта из обучающей выборки расстояние до ближайшего "своего" эталона больше, чем расстояние до ближайшего "чужого" эталона, то есть все объекты обучающей выборки классифицируются правильно по набору эталонов.
- Кроме того, эталон можно определить как объект с большим положительным отступом.
Простой перебор для отбора эталонов не подходит, так как число способов выбора по t эталонов для каждого класса (число классов k) составляет . Но перебор вариантов можно сократить при помощи алгоритма STOLP
Алгоритм STOLP
Вход
- Выборка
- Допустимая доля ошибок
- Порог отсечения выбросов δ
Кроме того, известны алгоритм классификации и формула вычисления величины риска (W) для объекта быть распознанным как объект чужого класса.
Выход
Построить множество эталонов Ω∈Xl
Описание алгоритма
- отбросить выбросы (объекты с W, большей некоторой константы δ)
- сформировать начальное приближение Ω - выбрать из каждого класса по объекту, обладающему
- наращивание множества эталонов (пока число объектов, распознанных неправильно, не станет меньше ):
- классифицировать объекты , используя в качестве обучающей выборки Ω
- пересчитать величины риска
- среди объектов каждого класса, распознанных неправильно, выбрать объекты с максимальным W, добавляемые к Ω
Примечания
- возможен вариант, при котором в обучающей выборке все объекты, принадлежащие одному из классов, имеют W, большую порога отсечения выбросов. Тогда они окажутся отброшены на первом шаге алгоритма. В таком случае имеет смысл сначала сформировать начальное приближение Ω, а потом отбросить объекты с W, большей δ, кроме объектов, входящих в Ω
- если для классификации объектов при построении множества эталонов используется метод ближайшего соседа, то W можно вычислять как отношение расстояния от данного объекта до ближайшего объекта "своего" класса к расстоянию до ближайшего объекта "чужого" класса
- независимо от алгоритма, используемого для классификации , в качестве W можно взять , где - отступ на объекте при текущем наборе эталонов Ω
Особенности алгоритма
- Результат работы алгоритма - разбиение всего множества объектов на эталонные, шумовые (выбросы) и неинформативные.
- Алгоритм STOLP имеет относительно низкую эффективность, так как на каждой итерации для присоединения очередного эталона необходимо заново классифицировать все объекты, еще не ставшие эталонами и считать на них величину риска. Для ускорения работы можно добавлять по несколько далеко отстоящих друг от друга эталонов, не пересчитывая величины риска.
Литература
См. также
Данная статья является непроверенным учебным заданием.
До указанного срока статья не должна редактироваться другими участниками проекта MachineLearning.ru. По его окончании любой участник вправе исправить данную статью по своему усмотрению и удалить данное предупреждение, выводимое с помощью шаблона {{Задание}}. См. также методические указания по использованию Ресурса MachineLearning.ru в учебном процессе. |