机器学习第21篇 - 特征递归消除RFE算法 理论

RFE算法实战

rfe函数有 4 个关键参数：

• x: 训练集数值矩阵 (不包含响应值或分类信息)

• y: 响应值或分类信息向量

• sizes: 一个整数向量，设定需要评估的变量子集的大小。

  默认是2^(2:4)。

• rfeControl: 模型评估所用的方法、性能指标和排序方式等。

一些模型有预定义的函数集可供使用，如linear regression (lmFuncs), random forests (rfFuncs), naive Bayes (nbFuncs), bagged trees (treebagFuncs)和其它可用于train函数的函数集。

# 因运行时间长，故存储起运行结果供后续测试
library(caret)
if(file.exists('rda/rfe_rffuncs.rda')){
  rfe <- readRDS("rda/rfe_rffuncs.rda")
} else {
  subsets <- generateTestVariableSet(ncol(train_data))
  # rfFuncs
  control <- rfeControl(functions=rfFuncs, method="repeatedcv", number=10, repeats=5)

  rfe <- rfe(x=train_data, y=train_data_group, size=subsets, rfeControl=control)
  saveRDS(rfe, "rda/rfe_rffuncs.rda")
}

print(rfe, top=10)

## 
## Recursive feature selection
## 
## Outer resampling method: Cross-Validated (10 fold, repeated 5 times) 
## 
## Resampling performance over subset size:
## 
##  Variables Accuracy  Kappa AccuracySD KappaSD Selected
##          1   0.7152 0.2585     0.1740  0.3743         
##          2   0.7990 0.4464     0.1595  0.4398         
##          3   0.8341 0.5143     0.1342  0.4096         
##          4   0.8387 0.5266     0.1362  0.4231         
##          5   0.8678 0.6253     0.1359  0.4080         
##          6   0.8937 0.6790     0.1285  0.4095         
##          7   0.8906 0.6796     0.1320  0.4031         
##          8   0.8995 0.6939     0.1175  0.3904         
##          9   0.8803 0.6343     0.1309  0.4234         
##         10   0.9017 0.7036     0.1186  0.3847         
##         16   0.9250 0.7781     0.1066  0.3398         
##         25   0.9223 0.7663     0.1151  0.3632         
##         27   0.9318 0.7927     0.1094  0.3483         
##         36   0.9356 0.7961     0.1123  0.3657         
##         49   0.9323 0.7895     0.1128  0.3649         
##         64   0.9356 0.8076     0.1123  0.3488         
##         81   0.9385 0.8193     0.1083  0.3305         
##        100   0.9356 0.8076     0.1123  0.3488         
##        125   0.9356 0.8095     0.1123  0.3478         
##        216   0.9394 0.8129     0.1149  0.3650        *
##        256   0.9361 0.8044     0.1155  0.3656         
##        343   0.9219 0.7516     0.1247  0.4062         
##        512   0.9288 0.7799     0.1239  0.3933         
##        625   0.9266 0.7790     0.1165  0.3658         
##        729   0.9252 0.7567     0.1278  0.4211         
##       1000   0.9259 0.7681     0.1272  0.4077         
##       1296   0.9181 0.7313     0.1250  0.4183         
##       2401   0.8787 0.5666     0.1285  0.4639         
##       4096   0.8787 0.5701     0.1252  0.4525         
##       6561   0.8521 0.4619     0.1221  0.4510         
##       7070   0.8623 0.4987     0.1268  0.4635         
## 
## The top 10 variables (out of 216):
##    HG4074.HT4344_at, D55716_at, U63743_at, M63835_at, L42324_at, X02152_at, D31887_at, D82348_at, X17620_at, U56102_at

绘制下模型的准确性随选择的重要性变量的数目的变化

plot(rfe, type=c("g", "o"))

可以使用predictors函数提取最终选定的最小关键特征变量集，也可以直接从rfe对象中提取。

predictors(rfe)

##   [1] "HG4074.HT4344_at"   "D55716_at"          "U63743_at"         
##   [4] "M63835_at"          "L42324_at"          "X02152_at"         
.

.    
## [211] "U30872_at"          "Y09392_s_at"        "U21090_at"         
## [214] "U17032_at"          "D00763_at"          "HG3075.HT3236_s_at"

存储起来用于跟Boruta鉴定出的特征变量比较

caretRfe_variables <- data.frame(Item=rfe$optVariables, Type="Caret_RFE")

比较Boruta与RFE筛选出的特征变量的异同

Boruta筛选出的特征变量Confirmed都在RFE筛选的特征变量中，Tentative的只有1个未被RFE筛选的特征变量覆盖。

vairables <- rbind(boruta.finalVars, boruta.finalVarsWithTentative, caretRfe_variables)
library(VennDiagram)
library(ImageGP)
sp_vennDiagram2(vairables, item_variable = "Item", set_variable = "Type", manual_color_vector ="Set1")

这些特征变量最终用于评估模型的效果怎样呢？ 下期分晓！

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