说明:这是一个机器学习实战项目(附带数据+代码+文档+视频讲解),如需数据+代码+文档+视频讲解可以直接到文章最后获取。




python O3优化 python优化器_python




python O3优化 python优化器_Bayes_opt_02



1.项目背景

贝叶斯优化器(BayesianOptimization) 是一种黑盒子优化器,用来寻找最优参数。

贝叶斯优化器是基于高斯过程的贝叶斯优化,算法的参数空间中有大量连续型参数,运行时间相对较短。

贝叶斯优化器目标函数的输入必须是具体的超参数,而不能是整个超参数空间,更不能是数据、算法等超参数以外的元素。

本项目使用基于贝叶斯优化器(Bayes_opt)优化循环神经网络分类算法来解决分类问题。

2.数据获取

本次建模数据来源于网络(本项目撰写人整理而成),数据项统计如下:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_03


数据详情如下(部分展示):


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_04


3.数据预处理

3.1用Pandas工具查看数据

使用Pandas工具的head()方法查看前五行数据:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_05


从上图可以看到,总共有10个字段。

关键代码:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_06


3.2缺失值统计

使用Pandas工具的info()方法统计每个特征缺失情况:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_07


从上图可以看到,数据不存在缺失值,总数据量为2000条。

关键代码:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_08


3.3变量描述性统计分析

通过Pandas工具的describe()方法来来统计变量的平均值、标准差、最大值、最小值、分位数等信息:


python O3优化 python优化器_python O3优化_09


关键代码如下:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_10


4.探索性数据分析

4.1y变量分类柱状图

用Pandas工具的value_counts().plot()方法进行统计绘图,图形化展示如下:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_11


从上面图中可以看到,分类为0和1的样本,数量基本一致。

4.2y变量类型为1 x1变量分布直方图

通过Matpltlib工具的hist()方法绘制直方图:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_12


从上图可以看出,x1主要集中在-1到1之间。

4.3 相关性分析

通过Pandas工具的corr()方法和seaborn工具的heatmap()方法绘制相关性热力图:


python O3优化 python优化器_循环神经网络分类模_13


从图中可以看到,正数为正相关,负数为负相关,绝对值越大相关性越强。

5.特征工程

5.1建立特征数据和标签数据

y为标签数据,除 y之外的为特征数据。关键代码如下:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_14


5.2数据集拆分

数据集集拆分,分为训练集和测试集,80%训练集和20%测试集。关键代码如下:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_15


5.3数据样本增维

为满足循环神经网络模型的数据输入要求,需要增加1个维度。

增加维度维度后的训练集与测试集样本形状:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_16


6.构建贝叶斯优化器优化LSTM分类模型

主要使用基于贝叶斯优化器优化LSTM分类算法,用于目标分类。

6.1构建调优模型


python O3优化 python优化器_python_17


6.2最优参数展示

寻优的过程信息:


python O3优化 python优化器_循环神经网络分类模_18


最优参数结果展示:


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_19


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6.3最优参数构建模型


python O3优化 python优化器_python O3优化_21


训练过程信息:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_22


模型的摘要信息:


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模型的网络结构信息:


python O3优化 python优化器_循环神经网络分类模_24


损失曲线图与准确率曲线图展示:


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7.模型评估

7.1评估指标及结果

评估指标主要包括准确率、查准率、召回率、F1分值等等。


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从上表可以看出,F1分值为0.9031,说明此模型效果良好。

关键代码如下:


python O3优化 python优化器_python_27


7.2分类报告

LSTM分类模型的分类报告:


python O3优化 python优化器_Bayes_opt_28


从上图可以看到,分类类型为0的F1分值为0.91;分类类型为1的F1分值为0.90;整个模型的准确率为0.91。

7.3混淆矩阵


python O3优化 python优化器_贝叶斯优化器_29


从上图可以看出,实际为0预测不为0的 有16个样本;实际为1预测不为1的有22个样本,整体预测准确率良好。

8.结论与展望

综上所述,本项目采用了基于贝叶斯优化器优化循环神经网络LSTM分类模型,最终证明了我们提出的模型效果良好。


# 本次机器学习项目实战所需的资料,项目资源如下:
 
# 项目说明:

# 链接:https://pan.baidu.com/s/1ij1bvH1qz9ZcIiMp26sODA 
# 提取码:1j97

# 用Pandas工具查看数据
print(df.head())

# 查看数据集摘要
print(())

# 数据描述性统计分析
print(df.describe())

#  y变量柱状图
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 指定默认字体
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题
# kind='bar' 绘制柱状图
df['y'].value_counts().plot(kind='bar')
plt.xlabel("y变量")  # 设置x轴名称
plt.ylabel("数量")  # 设置y轴名称
plt.title('y变量柱状图')  # 设置标题名称
plt.show()  # 展示图片