详解降维-背景【白板推导系列笔记】

时间:2022-10-14 10:58:47

解决过拟合问题有三种思路:加数据、正则化、降维,降维的思路来自于维度灾难

已知一个正方形边长为$2R$,则面积为$2^{2}R^{2}$,对应最大内接圆的面积为$\pi \cdot R^{2}$;一个正方体边长为$2R$,则体积为$2^{3}R^{3}$,对应最大内接球的体积为$\begin{aligned} \frac{4}{3}\pi \cdot R^{3}\end{aligned}$。因此,对于更高维度$D$,对应超正方体,我们可以认为它的体积为$2^{D}R^{D}$,超球体它的体积为$C \cdot R^{D}$,就有

$$

\lim\limits_{D \to +\infty}\frac{C \cdot R^{D}}{2^{D}R^{D}}=0

$$

其中$C$为常数

也就是,在高维空间中的数据点大多分布在立方体的边缘,数据集更加稀疏

我们也可以计算一个$D(D \to \infty)$维空间,半径为$1$的超球体的体积,以及该超球体与半径为$1-\epsilon(0<\epsilon <1)$的超球体间球壳的体积之差,发现二者体积都为$1$,也就是在球壳内部是几乎没有体积的,这也能说明在高维空间中的数据点大多分布在立方体的边缘,数据集更加稀疏

 

$$

降维\left{\begin{aligned}&直接降维:特征选择\&线性降维:PCA,MDS\&非线性降维:流形\left{\begin{aligned}&Isomap\&LLE\end{aligned}\right.\end{aligned}\right.

$$

 

虽然白班推导里没有,但大概根据自己的理解写了一下决策树的笔记

关于k近邻法(KNN),这个我有一点没太看明白,可能需要看一下源码,晚一点再发笔记,这里只能先撂下了

下周应该会发关于sklearn使用的一点笔记,主要是关于决策树的,最近把决策树看完了

这里有个关于决策树的疑问,关于决策树CART算法剪枝,Breiman等人证明:可以用递归的方法对树进行剪枝,将α从小到大排列,$0=α0<α1<⋯<αn<+∞$,产生一系列的区间,剪枝得到的子树序列对应着区间$α∈[αi,αi+1),i=0,1,...,n$的最优子树序列${T_0,T_1,T_2,...,T_n}$,序列中的子树是嵌套的(即$T_1$是$T_0$的子树、$T_2$是$T_1$的子树)根据这个原理,是否我们只需要计算每一个枝条最下面的叶结点的$\alpha$,然后对比,谁小剪谁