Реализация вложенной перекрестной проверки

Я пытаюсь выяснить, правильно ли мое понимание вложенной перекрестной проверки, поэтому я написал этот игрушечный пример, чтобы проверить, прав ли я:

import operator
import numpy as np
from sklearn import cross_validation
from sklearn import ensemble
from sklearn.datasets import load_boston

# set random state
state = 1

# load boston dataset
boston = load_boston()

X = boston.data
y = boston.target

outer_scores = []

# outer cross-validation
outer = cross_validation.KFold(len(y), n_folds=3, shuffle=True, random_state=state)
for fold, (train_index_outer, test_index_outer) in enumerate(outer):
    X_train_outer, X_test_outer = X[train_index_outer], X[test_index_outer]
    y_train_outer, y_test_outer = y[train_index_outer], y[test_index_outer]

    inner_mean_scores = []

    # define explored parameter space.
    # procedure below should be equal to GridSearchCV
    tuned_parameter = [1000, 1100, 1200]
    for param in tuned_parameter:

        inner_scores = []

        # inner cross-validation
        inner = cross_validation.KFold(len(X_train_outer), n_folds=3, shuffle=True, random_state=state)
        for train_index_inner, test_index_inner in inner:
            # split the training data of outer CV
            X_train_inner, X_test_inner = X_train_outer[train_index_inner], X_train_outer[test_index_inner]
            y_train_inner, y_test_inner = y_train_outer[train_index_inner], y_train_outer[test_index_inner]

            # fit extremely randomized trees regressor to training data of inner CV
            clf = ensemble.ExtraTreesRegressor(param, n_jobs=-1, random_state=1)
            clf.fit(X_train_inner, y_train_inner)
            inner_scores.append(clf.score(X_test_inner, y_test_inner))

        # calculate mean score for inner folds
        inner_mean_scores.append(np.mean(inner_scores))

    # get maximum score index
    index, value = max(enumerate(inner_mean_scores), key=operator.itemgetter(1))

    print 'Best parameter of %i fold: %i' % (fold + 1, tuned_parameter[index])

    # fit the selected model to the training set of outer CV
    # for prediction error estimation
    clf2 = ensemble.ExtraTreesRegressor(tuned_parameter[index], n_jobs=-1, random_state=1)
    clf2.fit(X_train_outer, y_train_outer)
    outer_scores.append(clf2.score(X_test_outer, y_test_outer))

# show the prediction error estimate produced by nested CV
print 'Unbiased prediction error: %.4f' % (np.mean(outer_scores))

# finally, fit the selected model to the whole dataset
clf3 = ensemble.ExtraTreesRegressor(tuned_parameter[index], n_jobs=-1, random_state=1)
clf3.fit(X, y)

Любые мысли приветствуются.

ИБП, код неправильный, но очень тонким способом!

а) разделение поезда на внутренний тренировочный набор и тестовый набор в порядке.

б) проблема заключается в двух последних строках, которые отражают тонкое недопонимание относительно цели вложенной перекрестной проверки. Целью вложенного резюме является не выбор параметров, а объективная оценка ожидаемой точности вашего алгоритма, в данном случае ensemble.ExtraTreesRegressorдля этих данных с наилучшим гиперпараметром, каким бы они ни были .

И это то, что ваш код правильно вычисляет до строки:

    print 'Unbiased prediction error: %.4f' % (np.mean(outer_scores))

Он использовал вложенное резюме для вычисления непредвзятого прогноза классификатора. Но обратите внимание, что каждый проход внешнего цикла может генерировать другой лучший гиперпараметр, как вы знали, когда писали строку:

   print 'Best parameter of %i fold: %i' % (fold + 1, tuned_parameter[index])

Так что теперь вам нужен стандартный цикл CV, чтобы выбрать последний лучший гиперпараметр, используя складки:

tuned_parameter = [1000, 1100, 1200]
for param in tuned_parameter:

    scores = []

    # normal cross-validation
    kfolds = cross_validation.KFold(len(y), n_folds=3, shuffle=True, random_state=state)
    for train_index, test_index in kfolds:
        # split the training data
        X_train, X_test = X[train_index], X[test_index]
        y_train, y_test = y[train_index], y[test_index]

        # fit extremely randomized trees regressor to training data
        clf2_5 = ensemble.ExtraTreesRegressor(param, n_jobs=-1, random_state=1)
        clf2_5.fit(X_train, y_train)
        scores.append(clf2_5.score(X_test, y_test))

    # calculate mean score for folds
    mean_scores.append(np.mean(scores))

# get maximum score index
index, value = max(enumerate(mean_scores), key=operator.itemgetter(1))

print 'Best parameter : %i' % (tuned_parameter[index])

это ваш код, но со ссылками на внутреннее удалено.

Теперь лучший параметр tuned_parameter[index], и теперь вы можете узнать окончательный классификатор, clf3как в вашем коде.

Резюмируя ответ Жака,

Вложенное резюме требуется для оценки объективной ошибки модели. Мы можем сравнить счет различных моделей таким образом. Используя эту информацию, мы можем затем выполнить отдельный K-кратный цикл CV для настройки параметров выбранных моделей.