xgboost 中的多输出回归

Posted 2023-03-12

【中文标题】xgboost 中的多输出回归

【英文标题】：muti output regression in xgboost

【发布时间】：2017-01-25 04:37:15

【问题描述】：

是否可以在 Xgboost 中训练具有多个连续输出（多元回归）的模型？ 训练这样一个模型的目标是什么？

提前感谢您的任何建议

【问题讨论】：

如果输出多于一个值，那么就需要RNN（GRU、LSTM等）这样的序列模型。 Keras 可以帮助您快速制作此类​​模型的原型。

我知道 RNN。我想知道在 Xgboost 中是否也可以这样做，因为我已经知道提升树在我的问题空间中表现良好。我还应该注意，我的输出向量大小可以固定。

如果输出之间的关系是已知的，您应该能够利用它实现一个目标函数。它已经为random forest with linear relation 完成。而XGBoost作者认为it is doable。

@uyaseen 这不是真的，只有当输出数量可变时（甚至不一定是真的）。您可以有多个输出并计算它们的总损失

【参考方案1】：

我的建议是使用sklearn.multioutput.MultiOutputRegressor 作为xgb.XGBRegressor 的包装器。 MultiOutputRegressor 为每个目标训练一个回归器，并且只需要回归器实现 fit 和 predict，xgboost 恰好支持。

# get some noised linear data
X = np.random.random((1000, 10))
a = np.random.random((10, 3))
y = np.dot(X, a) + np.random.normal(0, 1e-3, (1000, 3))

# fitting
multioutputregressor = MultiOutputRegressor(xgb.XGBRegressor(objective='reg:linear')).fit(X, y)

# predicting
print np.mean((multioutputregressor.predict(X) - y)**2, axis=0)  # 0.004, 0.003, 0.005

这可能是使用 xgboost 回归多维目标的最简单方法，因为您不需要更改代码的任何其他部分（如果您最初使用的是 sklearn API）。

但是，此方法不利用目标之间的任何可能关系。但是您可以尝试设计一个customized objective 函数来实现这一点。

【讨论】：

如果一些 x 有 1 个目标和一些 50 怎么办？

@Eran '大约 50' 是什么意思？

我的意思是每个样本的输出数量不固定。

你能举个例子吗？回归问题应该具有固定的输入和输出形状。否则这不是一个单一的问题，应该分开处理。

这不是一个有两个输出的模型；它是两个模型的包装器。

【参考方案2】：

您可以在 Scikit-learn 中使用线性回归、随机森林回归和其他一些相关算法来生成多输出回归。不确定 XGboost。 Scikit 中的增强回归器不允许多个输出。对于提出问题的人来说，一个例子是预测一个头部的时间序列的多步。

【参考方案3】：

它会生成警告：reg:linear is now deprecated in favor of reg:squarederror，所以我根据@ComeOnGetMe 更新了一个答案

import numpy as np 
import pandas as pd 
import xgboost as xgb
from sklearn.multioutput import MultiOutputRegressor

# get some noised linear data
X = np.random.random((1000, 10))
a = np.random.random((10, 3))
y = np.dot(X, a) + np.random.normal(0, 1e-3, (1000, 3))

# fitting
multioutputregressor = MultiOutputRegressor(xgb.XGBRegressor(objective='reg:squarederror')).fit(X, y)

# predicting
print(np.mean((multioutputregressor.predict(X) - y)**2, axis=0))

输出：

[2.00592697e-05 1.50084441e-05 2.01412247e-05]