主要内容

updateMetrics

在朴素贝叶斯更新性能指标增量学习分类模型得到新的数据

自从R2021a

描述

给定的流数据,updateMetrics措施的性能配置的朴素贝叶斯分类模型的增量学习(incrementalClassificationNaiveBayes对象)。updateMetrics存储性能指标的输出模型。

updateMetrics允许灵活的增量学习。后调用该函数来更新模型性能指标对传入的数据,您可以执行其他操作之前火车模型的数据。例如,您可以决定你是否需要培训模型基于业绩分配一个数据块。或者,您可以更新模型性能指标和训练模型数据到达时,在一个调用中,通过使用updateMetricsAndFit函数。

测量模型的性能在一个指定的一批数据,调用损失代替。

例子

Mdl= updateMetrics (Mdl,X,Y)返回一个朴素贝叶斯分类模型的增量学习Mdl,这是输入增量学习的朴素贝叶斯分类模型Mdl修改为包含模型性能指标的预测和响应数据,XY分别。

当输入模型温暖的(Mdl.IsWarm真正的),updateMetrics覆盖之前的计算指标,存储在指标财产,用新的价值观。否则,updateMetrics商店指标代替。

例子

Mdl= updateMetrics (Mdl,X,Y“重量”,权重)还设置观察权重权重

例子

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火车通过使用朴素贝叶斯分类模型fitcnb,把它转换成增量学习,然后跟踪流数据的性能。

加载和数据预处理

载入人类活动数据集。随机洗牌数据。

负载humanactivityrng (1)%的再现性n =元素个数(actid);idx = randsample (n, n);X =壮举(idx:);Y = actid (idx);

细节的数据集,输入描述在命令行中。

朴素贝叶斯分类模型进行训练

适合朴素贝叶斯分类模型的随机样本数据的一半。

idxtt = randsample((真假),n, true);TTMdl = fitcnb (X (idxtt:), Y (idxtt))
TTMdl = ClassificationNaiveBayes ResponseName:‘Y’CategoricalPredictors::[]类名(1 2 3 4 5)ScoreTransform:“没有一个”NumObservations: 12053 DistributionNames: {1} x60细胞DistributionParameters: {5} x60细胞属性,方法

TTMdl是一个ClassificationNaiveBayes模型对象代表了一个传统的训练模式。

转换训练模型

传统训练分类模型转换为一个朴素贝叶斯分类模型的增量学习。

IncrementalMdl = incrementalLearner (TTMdl)
IncrementalMdl = incrementalClassificationNaiveBayes IsWarm: 1指标:[1 x2表]一会:(1 2 3 4 5)ScoreTransform:“没有一个”DistributionNames: {1} x60细胞DistributionParameters: {5} x60细胞属性,方法

增量模型是温暖的。因此,updateMetrics可以跟踪模型给定的性能指标数据。

跟踪性能指标

跟踪模型性能对其余数据使用updateMetrics函数。模拟数据流处理50观测一次。在每一次迭代:

  1. 调用updateMetrics更新的累积和窗口最小成本模型的输入块的观察。覆盖前面的增量式模型更新的损失指标财产。注意,函数不符合模型的一部分数据,大部分是“新”的数据模型。

  2. 存储的最小成本,意味着在第一节课第一次预测 μ 11

%预先配置idxil = ~ idxtt;nil =总和(idxil);numObsPerChunk = 50;nchunk =地板(nil / numObsPerChunk);(nchunk mc = array2table (0, 2),“VariableNames”,(“累积”“窗口”]);mu11 = [IncrementalMdl.DistributionParameters {1} (1);0 (nchunk 1)];自= X (idxil:);Yil = Y (idxil);%增量式拟合j = 1: nchunk ibegin = min (nil, numObsPerChunk * (j - 1) + 1);iend = min (nil, numObsPerChunk * j);idx = ibegin: iend;IncrementalMdl = updateMetrics (IncrementalMdl自(idx:), Yil (idx));mc {j:} = IncrementalMdl.Metrics {“MinimalCost”,:};mu11 (j + 1) = IncrementalMdl.DistributionParameters {1 1} (1);结束

IncrementalMdl是一个incrementalClassificationNaiveBayes模型对象,追踪观察的数据流模型的性能。

跟踪性能指标的情节和情节 μ 11

t = tiledlayout (2, 1);nexttile h =情节(mc.Variables);xlim ([0 nchunk]) ylabel (“最小成本”传奇(h, mc.Properties.VariableNames) nexttile情节(mu11) ylabel (“\ mu_ {11}”)xlim ([0 nchunk])包含(t)“迭代”)

图包含2轴对象。坐标轴对象1 ylabel最小成本包含2线类型的对象。这些对象代表累积,窗口。坐标轴对象2 ylabel \ mu_{11}包含一个类型的对象。

累计损失是稳定的,而窗口失去跳跃在整个培训。

μ 11 不会改变,因为updateMetrics不符合模型的数据。

创建一个朴素贝叶斯分类模型的增量学习通过调用incrementalClassificationNaiveBayes并指定最多5类的数据。指定跟踪错误分类错误率除了最小的成本。

Mdl = incrementalClassificationNaiveBayes (“MaxNumClasses”5,“指标”,“classiferror”);

Mdl是一个incrementalClassificationNaiveBayes模型。所有的属性是只读的。

确定模型是温暖通过查询模型属性。

isWarm = Mdl.IsWarm
isWarm =逻辑0

Mdl.IsWarm0;因此,Mdl没有温暖。

确定数量的观察增量的拟合函数,如适合之前,必须处理测量模型的性能通过显示加热时间大小的指标。

numObsBeforeMetrics = Mdl.MetricsWarmupPeriod
numObsBeforeMetrics = 1000

载入人类活动数据集。随机洗牌数据。

负载humanactivityn =元素个数(actid);rng (1)%的再现性idx = randsample (n, n);X =壮举(idx:);Y = actid (idx);

细节的数据集,输入描述在命令行中。

假设一个固定的数据主题(Y< = 2)双数据从一个移动的质量问题。创建一个重量变量分配一个重量2从固定观察主体和1到一个移动的主题。

W = 1 (n, 1) + (Y < = 2);

实现增量学习在每个迭代中执行以下操作:

  • 模拟数据流处理一块50的观察。

  • 测量模型的性能指标的一部分使用updateMetrics。指定相应的观察重量和覆盖输入模型。

  • 符合模型的一部分。指定相应的观察重量和覆盖输入模型。

  • 商店 μ 11 和错误分类错误率,看看他们在增量学习发展。

%预先配置numObsPerChunk = 50;nchunk =地板(n / numObsPerChunk);ce = array2table (0 (nchunk, 2),“VariableNames”,(“累积”“窗口”]);mu11 = 0 (nchunk, 1);%增量学习j = 1: nchunk ibegin = min (n, numObsPerChunk * (j - 1) + 1);iend = min (n, numObsPerChunk * j);idx = ibegin: iend;Mdl = updateMetrics (Mdl X (idx:), Y (idx),“重量”W (idx));ce {j:} = Mdl.Metrics {“ClassificationError”,:};Mdl =适合(Mdl X (idx:), Y (idx),“重量”W (idx));mu11 (j) = Mdl.DistributionParameters {1} (1);结束

现在,Mdl是一个incrementalClassificationNaiveBayes模型对象培训中的所有数据流。

在增量学习看到参数如何演变,把它们在不同的瓷砖。

t = tiledlayout (2, 1);nexttile情节(mu11) ylabel (“\ mu_ {11}”)包含(“迭代”)轴nexttile情节(ce.Variables) ylabel (“ClassificationError”)参照线(numObsBeforeMetrics / numObsPerChunk,r -。)xlim ([0 nchunk])传说(ce.Properties.VariableNames)包含(t)“迭代”)

图包含2轴对象。轴与包含迭代对象1,ylabel \ mu_{11}包含一个类型的对象。坐标轴对象2 ylabel ClassificationError包含3线类型的对象,constantline。这些对象代表累积,窗口。

mdlIsWarm = numObsBeforeMetrics / numObsPerChunk
mdlIsWarm = 20

情节表明适合总是适合模型数据,updateMetrics没有跟踪指标后的分类错误,直到预热期(20块)。

逐步培养朴素贝叶斯分类模型只有当性能就会降低。

载入人类活动数据集。随机洗牌数据。

负载humanactivityn =元素个数(actid);rng (1)%的再现性idx = randsample (n, n);X =壮举(idx:);Y = actid (idx);

细节的数据集,输入描述在命令行中。

配置一个朴素贝叶斯分类模型的增量学习,以便将类的最大数量是5,跟踪性能指标包括误分类错误率,和指标窗口大小是1000。第一个1000年观测符合配置的模型。

Mdl = incrementalClassificationNaiveBayes (“MaxNumClasses”5,“MetricsWindowSize”,1000,“指标”,“classiferror”);initobs = 1000;Mdl =适合(Mdl X (1: initobs,:), Y (1: initobs));

Mdl是一个incrementalClassificationNaiveBayes模型对象。

执行增量学习,条件合适,每个迭代遵循这个过程:

  • 模拟数据流处理一块100年的观察。

  • 更新模型性能传入的数据块。

  • 符合模型的数据块只有当误分类错误率大于0.05。

  • 当跟踪性能和装配,覆盖前面的增量式模型。

  • 存储错误分类错误率的意思是第二等的预测 μ 21 看他们如何训练中发展。

  • 跟踪时适合火车模型。

%预先配置numObsPerChunk = 100;地板nchunk = ((n - initobs) / numObsPerChunk);mu21 = 0 (nchunk, 1);ce = array2table (nan (nchunk, 2),“VariableNames”,(“累积”“窗口”]);训练= false (nchunk, 1);%增量式拟合j = 1: nchunk ibegin = min (n, numObsPerChunk * (j - 1) + 1 + initobs);iend = min (n, numObsPerChunk * j + initobs);idx = ibegin: iend;Mdl = updateMetrics (Mdl X (idx:), Y (idx));ce {j:} = Mdl.Metrics {“ClassificationError”,:};如果ce {j 2} > 0.05 Mdl =适合(Mdl X (idx:), Y (idx));训练(j) = true;结束mu21 (j) = Mdl.DistributionParameters {1}, (1);结束

Mdl是一个incrementalClassificationNaiveBayes模型对象培训中的所有数据流。

模型的性能和 μ 21 进化在训练,放到单独的瓷砖。

t = tiledlayout (2, 1);nexttile情节(mu21)情节(找到(训练),mu21(训练),“r”。)xlim ([0 nchunk]) ylabel (“\ mu_ {21}”)传说(“\ mu_ {21}”,培训发生的,“位置”,“最佳”)举行nexttile情节(ce.Variables) xlim ([0 nchunk]) ylabel (“误分类错误率”)传说(ce.Properties.VariableNames“位置”,“最佳”)包含(t)“迭代”)

图包含2轴对象。坐标轴对象1 ylabel \ mu_{21}包含2线类型的对象。一个或多个行显示的值只使用这些对象标记代表\ mu_{21},培训。坐标轴对象2 ylabel误分类错误率包含2线类型的对象。这些对象代表累积,窗口。

跟踪的情节 μ 21 显示时间的常量值,在此期间,先前的观察窗内的损失最多是0.05。

输入参数

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朴素贝叶斯分类模型的增量学习测量的性能,作为指定incrementalClassificationNaiveBayes模型对象。您可以创建Mdl直接或通过转换支持,传统上使用训练有素的机器学习模型金宝appincrementalLearner函数。更多细节,请参阅相应的引用页面。

如果Mdl.IsWarm,updateMetrics没有跟踪的性能模型。之前updateMetrics可以跟踪性能指标,必须执行下列操作:

  • 符合输入模型Mdl(参见所有预期的类MaxNumClasses一会参数的incrementalClassificationNaiveBayes)。

  • 符合输入模型MdlMdl.MetricsWarmupPeriod通过观察Mdl和数据适合。更多细节,请参阅性能指标

块的预测数据测量模型的性能,作为指定n——- - - - - -Mdl.NumPredictors浮点矩阵。

观察标签的长度Y和观察的数量X必须是相等的;Y (j)观察的标签吗j(行)X

请注意

如果Mdl.NumPredictors= 0,updateMetrics推断预测的数量X,并设置相应的属性的输出模型。否则,如果流数据中预测变量的数量变化Mdl.NumPredictors,updateMetrics一个错误的问题。

数据类型:|

块标签来测量模型的性能,分类,指定字符,或字符串数组;逻辑或浮点矢量;或细胞的特征向量。

观察标签的长度Y和观察的数量X必须是相等的;Y (j)观察的标签吗j(行)X

updateMetrics问题时一个错误或满足这两个条件:

  • Y包含一个新的标签和类的最大数量已经达到(参见MaxNumClasses一会参数的incrementalClassificationNaiveBayes)。

  • 一会输入模型的属性Mdl非空的,数据类型的YMdl.ClassNames是不同的。

数据类型:字符|字符串|细胞|分类|逻辑||

块的观察重量、指定为一个浮点向量的积极的价值观。updateMetrics重的观察X与相应的值权重。的大小权重必须等于n,观测的数量X

默认情况下,权重(n,1)

更多细节,包括标准化方案,请参阅观察权重

数据类型:|

请注意

如果一个观察(预测或标签)或重量包含至少一个失踪()的值,updateMetrics忽略了观察。因此,updateMetrics使用不到n性能计算模型,观察n观察的数量吗X

输出参数

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更新的朴素贝叶斯分类模型的增量学习,作为一个增量学习模型对象返回相同的数据类型作为输入模型Mdl,一个incrementalClassificationNaiveBayes对象。

如果模型没有温暖,updateMetrics不计算性能指标。结果,指标的属性Mdl是完全由值。如果模型是温暖的,updateMetrics计算累积和窗口性能指标的新数据XY,覆盖相应的元素Mdl.Metrics。所有其他的属性输入模型Mdl带入输出模型Mdl。更多细节,请参阅性能指标

提示

  • 与传统的培训、增量学习可能没有一个单独的测试(抵抗)。因此,将每个传入的数据作为测试集,通过增量式模型和每个传入的块updateMetrics在训练模型相同的数据使用适合

算法

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性能指标

  • updateMetrics只跟踪模型性能指标,表的行指定的标签Mdl.Metrics,从新的数据只有当增量模型温暖的(IsWarm属性是真正的)。

    • 如果你创建一个增量式模型使用incrementalLearnerMetricsWarmupPeriod是0(默认incrementalLearner),模型是温暖的在创建。

    • 否则,增量模型后变得温暖适合函数执行这两种操作:

      • 增量模型Mdl.MetricsWarmupPeriod观察,这是度量预热期

      • 适合所有预期的增量式模型类(请参阅MaxNumClasses一会参数的incrementalClassificationNaiveBayes)。

  • Mdl.Metrics商店两种形式的各性能指标作为一个表的变量(列),累积窗口行,个别指标。当增量模型是温暖的,updateMetrics在以下的频率更新指标:

    • 累积——函数计算累积度量模型以来的跟踪性能。功能更新指标每次你叫它和基地提供的计算对整个数据集。

    • 窗口——函数计算指标基于观测由在一个窗口Mdl.MetricsWindowSize财产。Mdl.MetricsWindowSize也决定了软件更新的频率窗口指标。例如,如果Mdl.MetricsWindowSize是20,函数计算指标根据过去的20的观察提供的数据(X((结束- 20 + 1):,:)Y((- 20 + 1)结束:结束))。

      增量跟踪性能指标的函数在一个窗口中使用以下过程:

      1. 存储一个缓冲区的长度Mdl.MetricsWindowSize为每个指定的度量,并存储一个缓冲区的观察权重。

      2. 填充的元素指标基于批次缓冲与模型性能的观察,并存储相应的权重观察权重缓冲区。

      3. 当缓冲区满了,覆盖Mdl.Metrics.Window窗口的加权平均性能指标。如果缓冲区满溢函数处理一批观测时,最新的传入Mdl.MetricsWindowSize观察输入缓冲区,和最早的观察从缓冲区中删除。例如,假设Mdl.MetricsWindowSize是20,缓冲区的指标有10个值从一个以前批处理,和15值传入的。组成20窗口长度,函数使用的测量15传入的观察和最新5测量前一批。

  • 省略了一个观察的软件分数计算时累积窗口性能度量值。

观察权重

为每个条件预测分布,updateMetrics计算加权平均和标准偏差。

如果之前类概率分布是已知的(换句话说,先验分布不是经验),updateMetrics规范化观察权重总和之前类概率在各自的类。这个动作意味着默认观察权重前各自类的概率。

如果类概率分布是经验之前,软件可实现指定观察权重之和为1每次调用updateMetrics

版本历史

介绍了R2021a