下采样(Under-sampling)

1 原型生成(prototype generation)

给定数据集S, 原型生成算法将生成一个子集S’, 其中|S’| < |S|, 但是子集并非来自于原始数据集. 意思就是说: 原型生成方法将减少数据集的样本数量, 剩下的样本是由原始数据集生成的, 而不是直接来源于原始数据集.

ClusterCentroids函数实现了上述功能: 每一个类别的样本都会用K-Means算法的中心点来进行合成, 而不是随机从原始样本进行抽取.

from imblearn.under_sampling import ClusterCentroids

cc = ClusterCentroids(random_state=0)
X_resampled, y_resampled = cc.fit_sample(X, y)

ClusterCentroids函数提供了一种很高效的方法来减少样本的数量, 但需要注意的是, 该方法要求原始数据集最好能聚类成簇. 此外, 中心点的数量应该设置好, 这样下采样的簇能很好地代表原始数据.

2 原型选择(prototype selection)

与原型生成不同的是, 原型选择算法是直接从原始数据集中进行抽取. 抽取的方法大概可以分为两类:

(i) 可控的下采样技术(the controlled under-sampling techniques) ;

(ii) the cleaning under-sampling techniques

第一类的方法可以由用户指定下采样抽取的子集中样本的数量; 第二类方法则不接受这种用户的干预.

RandomUnderSampler函数是一种快速并十分简单的方式来平衡各个类别的数据: 随机选取数据的子集.

from imblearn.under_sampling import RandomUnderSampler
rus = RandomUnderSampler(random_state=0)
X_resampled, y_resampled = rus.fit_sample(X, y)

EditedNearestNeighbours这种方法应用最近邻算法来编辑(edit)数据集, 找出那些与邻居不太友好的样本然后移除. 对于每一个要进行下采样的样本, 那些不满足一些准则的样本将会被移除; 他们的绝大多数(kind_sel='mode')或者全部(kind_sel='all')的近邻样本都属于同一个类, 这些样本会被保留在数据集中.

from imblearn.under_sampling import EditedNearestNeighbours
enn = EditedNearestNeighbours(random_state=0)
X_resampled, y_resampled = enn.fit_sample(X, y)