Случайный лес: Как приручить одну из самых мощных ML-моделей. Артем Демиденко

на валидационных данных, стоит рассмотреть возможность снижения максимальной глубины, чтобы улучшить обобщающие способности нашего ансамбля.

      Итоговый анализ и оценка

      Наконец, после того как все деревья построены, каждый из них вносит свой вклад в общее предсказание через метод голосования (для классификации) или усреднения (для регрессии). Это позволяет не только повысить точность предсказаний, но и снизить дисперсию модели, поскольку ошибка отдельных деревьев часто компенсируется другими.

      В процессе итогового анализа полезно провести визуализацию каждого дерева и рассмотреть их структуру на предмет важности признаков. Это позволит не только понять, какие факторы влияют на предсказания, но и выявить возможные аномалии в данных.

      Таким образом, процесс построения деревьев в случайном лесу – это многоступенчатый и проницательный подход, включающий выбор данных, случайный отбор признаков, создание деревьев и их взаимодействие. Применяя эти методы на практике, вы сможете полноценно использовать мощные возможности случайного леса и получать качественные предсказания.

      Случайность в отборе признаков и подвыборок данных

      Метод случайных лесов отличается от многих других моделей машинного обучения благодаря своей стратегии выбора подвыборок данных и признаков. Сочетание случайности в этих процессах не только улучшает производительность модели, но и обеспечивает её устойчивость и надежность. Изучив принципы случайного выбора, вы сможете гораздо эффективнее использовать случайный лес для решения своих задач.

      Случайность в выборе подвыборок данных

      В процессе построения случайного леса каждое решающее дерево создается на основе бутстрэпинг-подвыборок. Это означает, что алгоритм случайным образом выбирает наблюдения из исходного набора данных с возвращением. При этом не все наблюдения будут включены в каждую подвыборку.

      Для понимания этого процесса, представьте, что у вас есть 1000 наблюдений. При создании одного решающего дерева из этих данных алгоритм может выбрать, например, 700 наблюдений, причем одни наблюдения могут повторяться, а другие – отсутствовать. Таким образом, у каждого решающего дерева будет своя уникальная подвыборка данных.

      Это создает "разнообразие" в обучении, так как каждое дерево изучает разные аспекты данных. Основная идея здесь заключается в снижении переобучения – когда модель слишком сильно подстраивается под конкретный набор данных. Благодаря случайности каждое дерево будет иметь своё "мнение", что в конечном итоге позволяет объединить результаты и улучшить общее предсказание.

      Отбор признаков: случайный подход

      Помимо случайного выбора наблюдений, ключевым аспектом работы случайного леса является случайная выборка признаков для каждого узла дерева. В стандартном решающем дереве для принятия решения на каждом узле используется весь набор признаков. Однако в случайном лесу используется лишь подмножество признаков, что значительно увеличивает степень случайности и улучшает разнообразие деревьев.

      Например, при наличии 10 признаков случайный