機械学習
今回は、以下の記事の続きとして PyTorch で Adam を実装してみる。 blog.amedama.jp Adam は、その収束の早さなどから利用されることの多い代表的なオプティマイザのひとつになっている。 使った環境は次のとおり。 $ sw_vers ProductName: macOS ProductVe…
今回は、以下の記事の続きとして PyTorch で RMSProp のオプティマイザを実装してみる。 blog.amedama.jp 上記では PyTorch で Adagrad のオプティマイザを実装した。 Adagrad は学習率の調整に過去の勾配の平方和の累積を使っている。 このやり方には、イテ…
今回は、以下の記事の続きとして PyTorch で Adagrad を実装したオプティマイザを自作してみる。 以下の記事では単純な SGD と Momentum を導入した SGD を実装した。 blog.amedama.jp 今回扱う Adagrad のアルゴリズムではパラメータごとに学習率を自動で調…
これまで scikit-learn が提供する TransformerMixin の実装 1 は、出力に NumPy 配列を仮定していた。 そのため、pandas の DataFrame を入力しても出力は NumPy 配列になってしまい、使い勝手が良くないという問題があった。 この問題は、特に Pipeline や…
LightGBM のバージョン 4.0.0 が 2023-07-14 にリリースされた。 このリリースは久しぶりのメジャーアップデートで、様々な改良が含まれている。 詳細については、以下のリリースノートで確認できる。 github.com リリースの大きな目玉として CUDA を使った…
scikit-learn の LabelEncoder を説明変数の変換に使っている例はたくさん見つかる。 しかし、実は本来 LabelEncoder は目的変数の変換に使うことが想定されていることは、あまり知られていない。 これは公式のドキュメントで確認できる。 scikit-learn.org …
今回は GBDT (Gradient Boosting Decision Tree) フレームワークのひとつである CatBoost について、いくつかの環境で同一のソースコードを使って学習にかかる時間を比較してみた。 きっかけは、最近入手した Apple M2 Pro を搭載した Mac mini が、どれくら…
Target (Mean) Encoding の出典は、2001 年の ACM SIGKDD Explorations Newsletter, Volume 3, Issue 1 に掲載された以下の論文らしい。 https://dl.acm.org/doi/10.1145/507533.507538 この論文には Target Encoding のスムージングに関する詳しい記述があ…
PyTorch を使っていると、はるか遠く離れた場所で計算した結果に nan や inf が含まれることで、思いもよらない場所から非直感的なエラーを生じることがある。 あるいは、自動微分したときにゼロ除算が生じるようなパターンでは、順伝搬の結果だけ見ていても…
一般に、テーブルデータの教師あり学習では、勾配ブースティング決定木の性能の良さについて語られることが多い。 これは、汎化性能の高さや前処理の容易さ、学習・推論の速さ、解釈可能性の高さなどが理由として挙げられる。 一方で、ニューラルネットワー…
データ分析コンペなどでよく利用される Target Encoding という特徴量抽出 (Feature Extraction) の手法がある。 これは、ターゲット (目的変数) の情報に基づいて、カテゴリ変数ごとの期待値を説明変数として利用するもの。 Target Encoding には、いくつか…
以前の MLflow Tracking Server では、アーティファクトを保存する場所については URI としてクライアントに伝えるだけだった。 クライアントは、サーバから教えてもらった URI に自分でつなぎにいく。 この形では、アクセスするためのクレデンシャルがそれ…
自宅にあるオンプレマシンでグラフィックカードを GPGPU の用途に使用していると、消費電力や発熱は切実な問題になりうる。 特に昨今は電気代の値上がりも著しいし、発熱は製品寿命の短縮や夏だと室温の上昇につながる。 そこで、今回は Linux の環境で nvid…
ふと、集約特徴量を作るための scikit-learn Transformer 互換な実装を巷であまり見かけないなと思った。 そこで、自作しているものを公開してみる。 使った環境は次のとおり。 $ sw_vers ProductName: macOS ProductVersion: 12.4 BuildVersion: 21F79 $ py…
Prophet は Meta (旧 Facebook) が中心となって開発している OSS の時系列予測フレームワーク。 目的変数のトレンド、季節性、イベントや外部説明変数を加味した時系列予測を簡単にできることが特徴として挙げられる。 使い所としては、精度はさほど追求しな…
今回は PFN が公開している OSS の xfeat を使った特徴量エンジニアリングについて見ていく。 xfeat には次のような特徴がある。 多くの機能が scikit-learn の Transformer 互換の API で提供されている 多くの機能が CuPy / CuDF に対応しているため CUDA …
今回は、言わずと知れた Transformer 1 において、処理の中心的な役割を果たしている (とされる) Multi-Head Attention を扱ってみる。 これは、Scaled Dot Product Attention という処理を改良したもの。 PyTorch には Multi-Head Attention の実装として M…
今回は、PyTorch の RNN (Recurrent Neural Network) が内部的にどんな処理をしているのか確認してみる。 なお、ここでいう RNN は、再起的な構造をもったニューラルネットワークの総称ではなく、いわゆる古典的な Simple RNN を指している。 これを書いてい…
Streamlit は、ざっくり言うと主にデータサイエンス領域において WebUI 付きのアプリケーションを手早く作るためのソフトウェア。 使い所としては、ひとまず動くものを見せたかったり、少人数で試しに使うレベルのプロトタイプを作るフェーズに適していると…
XGBoost は同じデータセットとパラメータを用いた場合、学習に使うデータの量 (行数) と最適なイテレーション数が線形な関係にあることが経験的に知られている 1。 今回は、それが同じ GBDT (Gradient Boosting Decision Tree) の一手法である LightGBM にも…
今回は、LightGBM が構築するブースターに含まれる決定木を可視化した上で、その分岐を追いかけてみよう。 その過程を通して、LightGBM の最終的な出力がどのように得られているのかを確認してみよう。 使った環境は次のとおり。 $ sw_vers ProductName: mac…
以前のエントリで、Word2Vec の CBOW (ContinuousBagOfWords) モデルを TensorFlow/Keras で実装した。 CBOW は、コンテキスト (周辺語) からターゲット (入力語) を推定する多値分類のタスクが考え方のベースになっている。 blog.amedama.jp 今回扱うのは、…
ニューラルネットワークの並列計算には、今や GPU や TPU を使うのが一般的になっている。 一方で、それらのデバイスにデータを供給する部分がボトルネックにならないよう気をつけなければいけない。 具体的には、デバイスが計算している最中に、次に計算す…
今回は、TensorFlow2 のプリミティブな API を使って、自動微分と勾配法で計算グラフを最適化する方法が気になったので試してみた。 普段は Keras (tf.keras) を使ったミニバッチ学習をすることが多いけど、データのサイズが小さければバッチ学習で解く選択…
(2021-02-04 追記): ニューラルネットワークのアーキテクチャで、出力側の Embedding が誤って Dense になっていた部分を修正した。 Word2Vec の CBOW (Continuous Bag-of-Words) は、単語の分散表現 (Word Embedding) を得るために用いられるニューラルネッ…
(2021-02-02 追記): 共起行列の計算を NumPy の Integer array indexing を使った実装にした オライリーの「ゼロから作るDeep Learning ❷ ――自然言語処理編」を読んでいる。 この中に、カウントベースで計算する初歩的な単語の分散表現が紹介されていて、な…
ニューラルネットワークでカテゴリ変数を扱う方法としては One-Hot エンコーディングがある。 しかし、One-Hot エンコーディングでは特徴量のカーディナリティが高いと扱う次元数が大きくなる。 そこで、今回紹介する Entity Embedding を使うと、ラベルエン…
以前、このブログでは機械学習モデルの解釈可能性を向上させる手法として SHAP を扱った。 blog.amedama.jp 上記のエントリでは、LightGBM の train() 関数と共に、モデルの学習に使ったデータを解釈していた。 今度は cv() 関数を使って、Out-of-Fold なデ…
CUDA を利用する Python のパッケージは、多くの場合それ自体のバージョンだけでなく対応している CUDA Toolkit や cuDNN のバージョンまで気にする必要がある。 なんだか環境やコンテナイメージを作るたびに確認する方法や互換性について調べている気がする…
読んでいる本の中に、主成分分析 (Principal Component Analysis; PCA) はデータを重み付き和に分解していると解釈することもできる、という記述があった。 なるほどーと思ったので、今回はそれについて試してみた。 使った環境は次のとおり。 $ sw_vers Pro…
