機械学習
Python でデータ分析をするときに、ほぼ必ずといって良いほど使われるパッケージとして pandas がある。 そのままでも便利な pandas だけど、代表的なオブジェクトの DataFrame, Series, Index には実は独自の拡張を加えることもできる。 これがなかなか面白…
今回は、ハイパーパラメータ選びを含む機械学習モデルの交差検証について書いてみる。 このとき、交差検証のやり方がまずいと汎化性能を本来よりも高く見積もってしまう恐れがある。 汎化性能というのは、未知のデータに対処する能力のことを指す。 ようする…
機械学習では、元のデータセットに対して前処理や推論フェーズが何段にも重なることがある。 scikit-learn には、そういった何段にも重なった処理を表現しやすくするために Pipeline という機能が備わっている。 今回は、その Pipeline を使ってみることにす…
以前このブログで LightGBM を使ってみる記事を書いた。 ただ、この記事で使っている Iris データセットにはカテゴリ変数が含まれていなかった。 blog.amedama.jp そこで、今回はマッシュルームデータセットを使ってカテゴリ変数が含まれる場合を試してみる…
データ処理の世界では、データの持ち方に縦持ちと横持ちという考え方がある。 縦持ちでは、レコードに種類といったカラムを持たせてデータを追加していく。 それに対し横持ちでは種類ごとにカラムを用意した上でデータを追加する形を取る。 一般的にはデータ…
今回は pandas を使っているときに二つの DataFrame を pd.concat() で連結したところ int のカラムが float になって驚いた、という話。 先に結論から書いてしまうと、これは片方の DataFrame に存在しないカラムがあったとき、それが全て NaN 扱いになるこ…
機械学習やデータ分析に使うデータセットは CSV などの形式で提供される場合がある。 それを Python で処理するときは pandas の DataFrame 形式に変換することが多い。 このとき CSV から DataFrame に変換する処理は意外と時間がかかる。 特に大きなデータ…
今回は機械学習において学習済みのモデルを取り回す方法の一つとして pickle を扱う方法を取り上げてみる。 尚、使うフレームワークによっては pickle 以外の方法があらかじめ提供されている場合もある。 例えば学習済みモデルのパラメータを文字列などの形…
LightGBM は Microsoft が開発した勾配ブースティング決定木 (Gradient Boosting Decision Tree) アルゴリズムを扱うためのフレームワーク。 勾配ブースティング決定木は、ブースティング (Boosting) と呼ばれる学習方法を決定木 (Decision Tree) に適用した…
今回は、機械学習において分類問題のモデルを評価するときに使われる色々な指標について扱う。 一般的な評価指標としては正確度 (Accuracy) が使われることが多いけど、これには問題も多い。 また、それぞれの指標は特徴が異なることから、対象とする問題ご…
今回は多様体学習を使ってデータの次元を縮約する方法について。 これはデータの前処理として、主に二つの目的で使われる。 一つ目は、次元を縮約することで二次元や三次元の形でデータを可視化できるようにするため。 もう一つは、次元を縮約した結果を教師…
データエンジニアリングの分野では、分類精度などを高めるためにデータの前処理が重要となってくる。 今回は、そんな前処理の中でも無名数化と呼ばれる手法について見ていく。 無名数化というのは、具体的にはデータに含まれる次元の単位をなくす処理のこと…
Keras のバックエンドに TensorFlow を使う場合、デフォルトでは一つのプロセスが GPU のメモリを全て使ってしまう。 今回は、その挙動を変更して使う分だけ確保させるように改めるやり方を書く。 環境には次のようにしてセットアップした Ubuntu 16.04 LTS …
GNU Octave 数値計算や解析に使われるプログラミング言語の一つ。 あの MATLAB とほぼ互換性があるんだとか。 今回 Coursera の Machine Learning コースを受ける上で必要だったためインストールすることにした。 使った環境は次の通り。 $ sw_vers ProductN…
今回は機械学習アルゴリズムの一つである決定木を scikit-learn で試してみることにする。 決定木は、その名の通り木構造のモデルとなっていて、分類問題ないし回帰問題を解くのに使える。 また、決定木自体はランダムフォレストのような、より高度なアルゴ…
以前、このブログで Keras/TensorFlow の学習を GPU (CUDA) で高速化する記事を書いた。 このときは、それぞれの環境の分離には Python の virtualenv を使っていた。 blog.amedama.jp 今回は、別の選択肢として NVIDIA Docker を使う方法を試してみる。 NVI…
主成分分析 (PCA) は、主にデータ分析や統計の世界で使われる道具の一つ。 データセットに含まれる次元が多いと、データ分析をするにせよ機械学習をするにせよ分かりにくさが増える。 そんなとき、主成分分析を使えば取り扱う必要のある次元を圧縮 (削減) で…
KMeans 法は、機械学習における教師なし学習のクラスタリングという問題を解くためのアルゴリズム。 教師なし学習というのは、事前に教師データというヒントが与えられないことを指している。 その上で、クラスタリングというのは未知のデータに対していくつ…
k 近傍法 (k-Nearest Neighbor algorithm) というのは、機械学習において教師あり学習で分類問題を解くためのアルゴリズム。 教師あり学習における分類問題というのは、あらかじめ教師信号として特徴ベクトルと正解ラベルが与えられるものをいう。 その教師…
データセットの標準化については、このブログでも何回か扱っている。 しかし、実際にデータセットを標準化したときの例については試していなかった。 blog.amedama.jp blog.amedama.jp そこで、今回は UCI の提供する小麦 (seeds) データセットを最近傍法で…
以前、このブログで Keras/TensorFlow の学習スピードを GPU を使って速くする記事を書いた。 ただし、このとき使った OS は Mac OS X (macOS Sierra) だった。 blog.amedama.jp とはいえ NVIDIA の dGPU を積んだ Mac がどれだけあるんだというと、正直なか…
Keras というのは Python を使ってニューラルネットワークを組むためのフレームワーク。 Python でニューラルネットワークのフレームワークというと、他にも TensorFlow とか Chainer なんかが有名どころ。 Keras はそれらに比べると、より高い抽象度の API …
以前、このブログで一変数の関数から勾配法で最小値を探す記事を書いた。 blog.amedama.jp このときは題材として という一変数の関数を扱った。 今回は、これを多変数の関数に拡張してみることにする。 ちなみに、この多変数というのは機械学習における多次…
勾配法はニューラルネットワークなどの機械学習アルゴリズムの中で、学習するときに使われているアルゴリズム。 このアルゴリズムを使うと、与えられた関数の最小値 (または最大値) を探すことができる。 例えば教師データと現在の出力の誤差を計算する損失…
