それぞれが完全なデータのサブセットに基づいた複数のOLSモデルの平均である回帰モデルを構築したい。この背景にある考え方は、このペーパーに基づいています。k個の折り畳みを作成し、それぞれが折り畳みのないデータに基づいてk個のOLSモデルを作成します。次に、回帰係数を平均して最終モデルを取得します。
これは、複数の回帰ツリーが構築されて平均化されるランダムフォレスト回帰のようなものに似ています。ただし、平均化されたOLSモデルのパフォーマンスは、データ全体に1つのOLSモデルを単純に構築するよりも悪いようです。私の質問は次のとおりです。複数のOLSモデルの平均化が間違っている、または望ましくないという理論上の理由はありますか?複数のOLSモデルを平均化してオーバーフィットを減らすことはできますか?以下はRの例です。
#Load and prepare data
library(MASS)
data(Boston)
trn <- Boston[1:400,]
tst <- Boston[401:nrow(Boston),]
#Create function to build k averaging OLS model
lmave <- function(formula, data, k, ...){
lmall <- lm(formula, data, ...)
folds <- cut(seq(1, nrow(data)), breaks=k, labels=FALSE)
for(i in 1:k){
tstIdx <- which(folds==i, arr.ind = TRUE)
tst <- data[tstIdx, ]
trn <- data[-tstIdx, ]
assign(paste0('lm', i), lm(formula, data = trn, ...))
}
coefs <- data.frame(lm1=numeric(length(lm1$coefficients)))
for(i in 1:k){
coefs[, paste0('lm', i)] <- get(paste0('lm', i))$coefficients
}
lmnames <- names(lmall$coefficients)
lmall$coefficients <- rowMeans(coefs)
names(lmall$coefficients) <- lmnames
lmall$fitted.values <- predict(lmall, data)
target <- trimws(gsub('~.*$', '', formula))
lmall$residuals <- data[, target] - lmall$fitted.values
return(lmall)
}
#Build OLS model on all trn data
olsfit <- lm(medv ~ ., data=trn)
#Build model averaging five OLS
olsavefit <- lmave('medv ~ .', data=trn, k=5)
#Build random forest model
library(randomForest)
set.seed(10)
rffit <- randomForest(medv ~ ., data=trn)
#Get RMSE of predicted fits on tst
library(Metrics)
rmse(tst$medv, predict(olsfit, tst))
[1] 6.155792
rmse(tst$medv, predict(olsavefit, tst))
[1] 7.661 ##Performs worse than olsfit and rffit
rmse(tst$medv, predict(rffit, tst))
[1] 4.259403