正负比例不均匀-机器学习

在机器学习模型构建的时候,我们往往会遇到数据样本正负比例极其不平衡的情况,例如在征信模型或者判断客户购买商品是否使用分期时,往往正负样本比达到10:1,这样会造成许多实际问题。

样本不均衡会导致:对比例大的样本造成过拟合,也就是说预测偏向样本数较多的分类。这样就会大大降低模型的范化能力。往往accuracy(准确率)很高,但auc很低。

解决办法:

1.上采样(过采样):

增加样本数较少的样本,其方式是直接复制原来的样本。样本较少时采用。

随机过采样

与欠采样对应,增加少数类样本数量最简单的方法便是随机复制少数类样本,可以事先设置多数类与少数类最终的数量比例ratio,在保留多数类样本不变的情况下,根据ratio随机复制少数类样本。

在使用的过程中为了保证所有的少数类样本信息都会被包含,可以先完全复制一份全量的少数类样本,再随机复制少数类样本使得数量比例满足给定的ratio。

  • 优点:操作简单,只依赖于样本分布,不依赖于任何距离信息,属于非启发式方法。

  • 缺点:重复样本过多,容易造成分类器的过拟合。

2.下采样(欠采样):

减少样本数较多的样本,其方式是丢弃这些多余的样本。样本较多时采用。

(1)随机欠采样

减少多数类样本数量最简单的方法便是随机剔除多数类样本,可以事先设置多数类与少数类最终的数量比例ratio,在保留少数类样本不变的情况下,根据ratio随机选择多数类样本。

  • 优点:操作简单,只依赖于样本分布,不依赖于任何距离信息,属于非启发式方法。

  • 缺点:会丢失一部分多数类样本的信息,无法充分利用已有信息。

实际情况下,上采样用的更多一些。

3.合成样本:

增加样本数目较少的那一类的样本,合成指的是通过组合已有的样本的各个 feature 从而产生新的样本。

一种最简单的方法就是从各个 feature 中随机选出一个已有值,然后拼接成一个新的样本,这种方法增加了样本数目较少的类别的样本数,作用与上面提到的上采样方法一样,不同点在于上面的方法是单纯的复制样本,而这里则是拼接得到新的样本。这类方法中的具有代表性的方法是 SMOTE(Synthetic Minority Over-sampling Technique),这个方法通过在相似样本中进行 feature 的随机选择并拼接出新的样本。

4.改变样本权重:

增大样本数较少类别的样本的权重,当这样的样本被误分时,其损失值要乘上相应的权重,从而让分类器更加关注这一类数目较少的样本。

你可能感兴趣的:(正负比例不均匀-机器学习)