Beslissingsboom

Een beslissingsboom is een superviserend leeralgoritme dat wordt gebruikt om beslissingen of voorspellingen te maken op basis van invoergegevens. Het wordt weergegeven als een boomstructuur waarbij elk intern knooppunt een test op een attribuut weergeeft, elke tak de uitkomst van de test aangeeft, en elk bladknooppunt een klasselabel of een continue waarde vertegenwoordigt.

Belangrijkste Componenten van een Beslissingsboom

1. Wortelknooppunt: Vertegenwoordigt de volledige dataset en de eerste beslissing die genomen moet worden.
2. Interne Knooppunten: Vertegenwoordigen beslissingen of tests op attributen. Elk intern knooppunt heeft een of meer takken.
3. Takken: Vertegenwoordigen de uitkomst van een beslissing of test en leiden naar een ander knooppunt.
4. Bladknooppunten (Terminale Knooppunten): Vertegenwoordigen de uiteindelijke beslissing of voorspelling waar geen verdere splitsingen plaatsvinden.

Structuur van een Beslissingsboom

Een beslissingsboom begint met een wortelknooppunt dat zich splitst in takken op basis van de waarden van een attribuut. Deze takken leiden naar interne knooppunten, die verder splitsen totdat de bladknooppunten worden bereikt. De paden van het wortelknooppunt naar de bladknooppunten vertegenwoordigen beslissingsregels.

Hoe Werken Beslissingsbomen

Het proces van het opbouwen van een beslissingsboom omvat verschillende stappen:

1. Selecteren van het Beste Attribuut: Met behulp van maatstaven zoals Gini-onzuiverheid, entropie of informatie-winst wordt het beste attribuut gekozen om de data te splitsen.
2. Splitsen van de Dataset: De dataset wordt verdeeld in subsets op basis van het gekozen attribuut.
3. Herhalen van het Proces: Dit proces wordt recursief herhaald voor elke subset, waarbij nieuwe interne knooppunten of bladknooppunten worden gecreëerd totdat een stopcriterium is bereikt, zoals wanneer alle instanties in een knooppunt tot dezelfde klasse behoren of een vooraf bepaalde diepte is bereikt.

Maatstaven voor Splitsen

• Gini-onzuiverheid: Meet de frequentie waarmee een willekeurig gekozen element onjuist wordt geclassificeerd.
• Entropie: Meet het niveau van wanorde of onzuiverheid in de dataset.
• Informatiewinst: Meet de vermindering van entropie of onzuiverheid door het splitsen van de data op basis van een attribuut.

Voordelen van Beslissingsbomen

• Eenvoudig te Begrijpen: De boomstructuur is intuïtief en gemakkelijk te interpreteren.
• Veelzijdig: Kan worden gebruikt voor zowel classificatie- als regressietaken.
• Niet-parametrisch: Gaat niet uit van een onderliggende verdeling in de data.
• Kan Zowel Numerieke als Categorische Data Verwerken: In staat om verschillende soorten gegevens te verwerken.

Nadelen van Beslissingsbomen

• Overfitting: Bomen kunnen te complex worden en overfitten op de trainingsdata.
• Instabiliteit: Kleine veranderingen in de data kunnen resulteren in een compleet andere boom.
• Vertekening: Kan bevooroordeeld zijn richting attributen met meer niveaus.

Toepassingen van Beslissingsbomen in AI

Beslissingsbomen zijn zeer veelzijdig en kunnen worden toegepast in diverse vakgebieden, waaronder:

• Gezondheidszorg: Het diagnosticeren van ziekten op basis van patiëntgegevens.
• Financiën: Kredietbeoordeling en risicoanalyse.
• Marketing: Klantsegmentatie en targeting.
• Productie: Kwaliteitscontrole en het detecteren van defecten.