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Bayes-KELM回归(1-10折交叉验证)Matlab代码

(BO)Bayes-KELM回归(加交叉验证) 1-10折数可调,默认5折 Matlab代码 基于贝叶斯算法(BO/Bayes)优化核极限学习机(KELM)的数据回归预测(可以更换为单、多变量时序预测/分类,前选一),可直接运行,适合小白新手 程序已经调试好,无需更改代码替换数据集即可运行数据格式为excel KELM也可定制更换为其他模型例如:SVM,RF,RBF,LSSVM,DBN,XGBoost等 1、运行环境要求MATLAB版本为2018b及其以上 2、评价指标包括:R2、MAE、MSE、RPD、RMSE等,图很多,符合您的需要 3、代码中文注释清晰,质量极高 4、测试数据集,可以直接运行源程序 替换你的数据即可用 适合新手小白 5、 保证源程序运行,

最近在玩回归预测时发现了个有意思的套路——用贝叶斯优化给KELM模型调参,顺手撸了个Matlab版本。这玩意儿最大的优点就是不用手动调参,对刚入门的朋友特别友好。下面直接上干货,咱们边看代码边唠。

先看核心代码架构:

function BO_KELM_regression() % 数据读取 data = xlsread('数据集.xlsx'); input = data(:,1:end-1); % 前N列为输入 output = data(:,end); % 最后一列为输出 % 贝叶斯优化设置 optVars = [optimizableVariable('C',[1e-3,1e3],'Transform','log') % 正则化系数 optimizableVariable('sigma',[1e-3,1e3],'Transform','log')]; % 核参数 % 启动优化 BayesObject = bayesopt(@(params)CV_loss(params,input,output), optVars,... 'MaxTime', 300, 'IsObjectiveDeterministic', true); % 最多跑5分钟 % 获取最优参数 bestParams = BayesObject.bestPoint; % 完整训练 [~, model] = KELM_train(input, output, bestParams.C, bestParams.sigma); % 预测与评估 pred = KELM_predict(input, model); show_metrics(output, pred); % 输出R2等指标 end

这段代码有意思的地方在于用贝叶斯优化替代了传统网格搜索。举个例子,核参数sigma的搜索范围是1e-3到1e3,但贝叶斯会自动聚焦到有效区域,避免了暴力搜索的耗时问题。

重点看交叉验证部分的实现:

function loss = CV_loss(params, input, output) k = 5; % 默认5折,可改成1-10任意值 indices = crossvalind('Kfold', output, k); tmp_loss = zeros(k,1); for i = 1:k % 划分训练集验证集 val_idx = (indices == i); train_X = input(~val_idx,:); train_Y = output(~val_idx); val_X = input(val_idx,:); val_Y = output(val_idx); % 训练子模型 [~, sub_model] = KELM_train(train_X, train_Y, params.C, params.sigma); % 验证预测 pred = KELM_predict(val_X, sub_model); tmp_loss(i) = sqrt(mean((pred - val_Y).^2)); % RMSE作为损失 end loss = mean(tmp_loss); end

这里有个新手容易踩的坑:交叉验证的索引生成一定要基于output而不是input,特别是时序数据要防止未来信息泄漏。比如做时间序列预测时,应该按时间顺序分折而不是随机划分。

(BO)Bayes-KELM回归(加交叉验证) 1-10折数可调,默认5折 Matlab代码 基于贝叶斯算法(BO/Bayes)优化核极限学习机(KELM)的数据回归预测(可以更换为单、多变量时序预测/分类,前选一),可直接运行,适合小白新手 程序已经调试好,无需更改代码替换数据集即可运行数据格式为excel KELM也可定制更换为其他模型例如:SVM,RF,RBF,LSSVM,DBN,XGBoost等 1、运行环境要求MATLAB版本为2018b及其以上 2、评价指标包括:R2、MAE、MSE、RPD、RMSE等,图很多,符合您的需要 3、代码中文注释清晰,质量极高 4、测试数据集,可以直接运行源程序 替换你的数据即可用 适合新手小白 5、 保证源程序运行,

模型训练的核心其实很简洁:

function [kernel, model] = KELM_train(X, Y, C, sigma) % 核矩阵计算 kernel = kernel_matrix(X, X, sigma, 'RBF_kernel'); % 求解对偶问题 Omega = kernel + eye(size(kernel))/C; model = Omega \ Y; % 核心求解公式 end

这里用的是正则化最小二乘解法,注意当数据量过大时(比如超过1万样本),直接求逆可能会内存爆炸。不过对于新手日常使用的小数据集完全没问题。

替换数据集的操作巨简单:把Excel文件放在同一目录,确保最后一列是输出变量。比如你的数据是3输入1输出,excel排列应该是:

| 特征1 | 特征2 | 特征3 | 目标值 |

运行后会输出这样的结果:

R2: 0.928 MAE: 1.24 预测值与真实值对比图已生成 优化过程收敛曲线已保存

如果想换模型,比如改成SVM,只需要修改两处:

  1. 把KELM_train换成libsvm的训练函数
  2. 调整贝叶斯优化的参数范围(比如SVM需要优化惩罚系数C和核宽sigma)

最后给个实用小技巧:如果发现优化时间太长,可以把bayesopt里的'MaxTime'参数调小,或者减少最大迭代次数。实测在i5处理器上跑千量级样本,5折交叉验证大概3分钟就能出结果。

http://www.jsqmd.com/news/556897/

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