基于L曲线方法的Lasso正则化参数选择 ①
2022-03-02吴炜明王延新
西南师范大学学报(自然科学版) 2022年1期
吴炜明, 王延新
1.宁波工程学院 理学院, 浙江 宁波 315211; 2.安徽工业大学 商学院, 安徽 马鞍山 243032
大数据时代已经到来, “数据”贯穿了生活的方方面面, 在各行各业中都起着举足轻重的作用. 各个领域为了挖掘潜藏的数据价值, 对已有数据进行分析建模, 但同时也面临着真实场景过于复杂, 易出现高维数据的情况. 在变量维数p远大于样本量n的情况下, 传统低维统计分析方法往往显得力不从心. 首先模型的准确性难以得到保证, 其次在解释变量大量增加的情况下, 模型对于问题的可解释性变差, 分析的焦点被模糊, 并且在高维变量情况下, 模型的复杂度提高, 计算量增加, 存在一定的求解困难. 因此, 在建模过程中, 变量选择显得尤为重要.
高维数据变量选择最常用的方法是基于罚函数的正则化方法[1], 它可以同时进行变量选择和参数估计. 稀疏正则化方法的一般框架为
(1)
其中:l(β)为损失函数,pλ(·)为罚函数,λ为正则化参数. 常用的正则化方法有Lasso[2],adaptive Lasso[3],relaxed Lasso[4],SCAD[5],MCP[6]等. 在实际应用中, 上述方法的正则化参数λ的调节是非常重要的, 正则化参数λ的选择决定了模型的性能. 目前常采用CV(交叉验证)[7], GCV(广义交叉验证)[8], AIC(赤池信息准则)[9],BIC(贝叶斯信息准则)[8]等多种准则选择正则化参数λ, 但是每种方法都有各自的优缺点. CV方法的预测误差小, 但计算量庞大, 而且没有完整理论推导, 且解释性较差. GCV方法容易产生过拟合现象[8], 从而不满足变量选择的一致性要求. AIC准则可以权衡估计模型的复杂……
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