特徴量エンジニアリングの道標
門脇大輔 阪田隆司 保坂桂佑 平松雄司 著 Kaggleで勝つデータ分析の技術 2019-10-09 技術評論社 https://gihyo.jp/book/2019/978-4-297-10843-4 polarsの練習も兼ねて、データの前処理と特徴量エンジニアリングについて網羅的にメモを残します。 ダミーのデータセットを基に相関のあるデータを作成し、このデータを使って遊んでいきます。 TL;DR 欠損値は平均で埋めるだけにせず、欠損かどうかのカテゴリ変数へ掃き出して、よりよい補完値で埋める。または埋めなくても良い手法で分析する。 スケーリングは標準化だけではなく、順位や分布の裾野を見ながら最適なもの(モデルが扱いやすいもの)を選ぶ。 カテゴリ変数のエンコーディングは、one-hot化やLabel Encodingだけでなく、精度重視ならTarget Encodingなども試す。 列同士
【論文解説+Tensorflowで実装】VQ-VAEを理解する
今回は、VQ-VAE(Vector Quantised-Variational AutoEncoder)を解説したいと思います。 VQ-VAEもVAE(Variational AutoEncoder)と同じで潜在変数を使った画像などの生成モデルです。 通常のVAEと違うところは、VAEでは潜在変数\(z\)が連続的なベクトルを取りましたが、VQ-VAEでは潜在変数が離散的なベクトルを取る点です。 画像や自然言語は本来離散的なもので、例えば「犬」から「猫」へ少しずつ変化していくものでありません。 ですので、潜在変数を離散的にすることは自然であると言えます。 では、以下の論文をもとに解説していきたいと思います。 『Neural Discrete Representation Learning』 最後にTensorflowで実装していますので、そちらも参考にしていただければと思います。 PyTo
WGANの論文読んでTensorflowで実装する その１ - 時給600円
前回、間違えてUnrolledGANの論文を読んでしまった。 このWGANというのが本当は読もうと思った論文。正直UnrolledGANを先に読んでなかったらWGANの理解が深まらなかったと思う。読んでてよかった という訳で論文はここからどうぞ [1701.07875] Wasserstein GAN あとコードも先に置いておく github.com WGANという名前が付いてるから、このWが重要になってくる。WはWassersteinの略。わずさーなのかわっさーなのか英語がカスなので読み方がわからん・・・ Wassersteinというのは論文ではEarth Mover (EM) distanceとも呼ばれる。distanceだから距離を表すもの。この距離をGANに使ったらいい感じになったってことなのか？と読み始めに思った。 今まで自分が読んだGANはどれも GeneratorとDiscr
Deep SVDDに基づく外れ値検知をPyTorchで実装した - 備忘録
はじめに 外れ値検知の機械学習モデルの一つとして"Deep SVDD" が知られている。 今回はこれを、異常検知/外れ値検知のためのPythonパッケージPyODの仕様に沿った形で、PyTorchにより実装したということである。 外れ値検知は1クラス分類と捉えることができ、「通常」クラスか「それ以外（＝外れ値、つまり異常）」という分類が行われる。 "Deep SVDD"は、外れ値検知の既存手法であるOne-Class SVM / Support Vector Data Description (SVDD) の非線形カーネルをニューラルネットワークで置き換えたものである。 準備 PyODはpipでインストール可能である。 pip3 install pyod ほか、torch, sklearn, numpy, tqdmのインストールを済ませておく。 Deep SVDDについて 概要は以下の記事
検索タスクにおけるBM25のコサイン類似度とスコアの精度比較 - Qiita
追記 比較する条件を整理した改良版を書きました。本記事は記録として残しておきます。（2024/11/28） 概要 以下の記事の疑問に自分なりに答えを出すために、実際にBM25スコアとBM25ベクトルのコサイン類似度で検索精度にどう違いがあるのか検証しました。 【疑問】BM25でもTFIDF同様にコサイン類似度に基づいてランキングしてよいのか 背景 上記別記事で抱いた疑問の概略は以下です。 検索タスク等において、ランキングの指標として、TFIDFではTFIDF重みベクトルのコサイン類似度を用いるが、BM25ではBM25スコアを用いることが多い BM25スコアはクエリに含まれる単語を検索対象文書におけるその単語のBM25の重みに変換して足し合わせた値である。 BM25でもBM25の重みベクトルのコサイン類似度（BM25コサイン類似度）をランキングに用いたらだめなのか？ 記事で書いていない内容も
Kernel t-SNEを使ったデータの分類をフルスクラッチ実装でやってみた - Qiita
$ $ 本記事で取り扱う内容は下記の3点となります． SNE の理論と実装 $t$-SNE の理論と実装 Kernel $t$-SNE の理論と実装 $ $本記事では Kernel $t$-SNE によりデータを分類することを目標としますが，その過程において，SNE，$t$-SNE の理論と Python による実装例もご紹介したいと思います． はじめに 機械学習手法の一つであるクラスタリング (Clustering) や分類 (Classification) は実社会の様々な場面で活用されています． 例えば次のような活用例が挙げられ，実は私達の身近なところで使われていることがわかります． 顧客タイプを分類しマーケティングやセールスへ活用 スパムメールのフィルタリング 株価予測 悪意のある金融取引の検知 なお，クラスタリング (Clustering) と分類 (Classification
グラフ向け深層学習ライブラリDeep Graph Library (DGL)の初歩の初歩 - Qiita
グラフ向けの深層学習ライブラリDeep Graph Library(DGL)の基本的な使い方について紹介します。公式ドキュメントに事例やAPIの説明が詳細に載っていたりチュートリアルも豊富にありますが、DGLの一番基本的な動作（だと個人的に思っている）ノードの特徴量のmessageとreduceという2つの処理について、丁寧に説明している記事がなかったので説明してみます。 Deep Graph Library (DGL)とは？ New York UniversityとAWSが開発しているPytorch-basedの（？）グラフと対象としたDeep Learningのライブラリです。 画像や言語など従来よく研究されているデータ構造ではTensorFlow, Pytorch, Chainerなど有名なライブラリがあり、CNNやRNNなどが1つの関数（公式ではbuilding-blocksと言っ
CNNによる画像分類：背景の影響を低減させる正則化 - Qiita
はじめに CNNを用いた画像分類モデルを構築するときに、認識したい物体をちゃんと認識したモデルを作るのは結構難しかったりします。特に学習に用いるデータが少なくて偏りがあると以下の例のように画像の背景に基づいた分類モデルになってしまうこともあり得ます。 画像引用：https://arxiv.org/abs/1602.04938 この記事では画像の背景の影響を少しでも減らして認識したい物体を認識したモデルを作るための手法として、Orthogonal Sphere Regularizationという正則化があったので試してみます。 今回の記事で参考にした論文はこちら↓ 使用したコードは以下のGitHubリポジトリに置いてあります。PyTorchでCNNを構築し、学習はGoogle ColaboratoryのGPUを用いて行なっています。 Orthogonal Sphere Regularizat
Poincaré Embeddings でJ1リーグのチーム・選手を可視化 - u++の備忘録
ふと「Poincaré Embeddings」*1で遊んでみたいと思い立ち、サッカーJ1リーグのデータで試してみました。 Poincaré Embeddings gensimでの実装とデータセット Poincaré Embeddingsの学習 活用方法 おわりに Poincaré Embeddings Poincaré Embeddingsに関する説明は、ABEJA*2やscouty*3のブログに譲ります。 Poincaré Embeddings は端的に言うと word2vec の埋め込み先をユークリッド空間ではなく双曲空間にするという手法で、階層構造やべき分布をもつデータを埋め込むという問題設定において、低次元でもよい表現を与えられるという特徴があります。 Poincaré Embeddings による職種の類似度計算とその利用 - LAPRAS AI LAB gensimでの実装とデ
ランダムフォレストをスクラッチで実装したい - Qiita
非Deepな機械学習手法としてランダムフォレスト (Random Forest) を選択する場面は多々ありますが、基本的にライブラリ任せになってあまり中身を意識することがありません。ので、今回はランダムフォレストの内部的な仕組みを確認しつつ、それを踏まえてPythonでスクラッチ実装していこうと思います。 ランダムフォレストについて ランダムフォレストの仕組みに関する分かりやすい記事は探せばいくらでもあるので、ここでは以降が読みやすくなるよう実装の視点から少し解説をつけておきます。 ランダムフォレストはたくさんの決定木から構成され、決定木はノードから構成されます。イメージとしては以下のようになります。 なので、実装の手順としては、 ノード : Node 決定木 : DecisionTree ランダムフォレスト : RandomForest の3つのクラスを実装していきます。 1. ノード
(Part 1) tensorflow2でhuggingfaceのtransformersを使ってBERTを文書分類モデルに転移学習する - メモ帳
現在、NLPの分野でも転移学習やfine-tuningで高い精度がでる時代になっています。 おそらく最も名高いであろうBERTをはじめとして、競ってモデルが開発されています。 BERTは公式のtensorflow実装は公開されてありますが、画像分野の転移学習モデルに比べると不便さが際立ちます。 BERTに限らず、公式のtensorflow実装は難解で、tf.kerasの学習済みモデルに関してもほとんど画像のモデルしかないです。 ただし、pytorch用のライブラリにpytorch-transformersという有用なものがありまして、 BERT, GPT-2, RoBERTa, DistilBert, XLNetなどの多言語学習済みモデルが利用可能で、カスタマイズもしやすいということで有名でした。 このライブラリが名前をかえてtensorflow2に対応してくれました。 Transform
tensorflow2を用いたCNNの実装方法 - 八谷大岳の覚え書きブログ
最近ようやくtensorflow2に移行しはじめたが、kerasの流れがあるからなのか実装方法が沢山あって、なんだかややこしい。 以下のサイトに詳しくまとまっているように、Sequential API、Functional APIおよびSubclassing APIの3つの実装方法がある。 qiita.com 以下は、tensorflow2.1を用いている。 Sequential API Functional API Subclassing API Sequential API 初心者向けで、ネットワークの定義から、学習方法の設定、学習および評価まで一貫してtf.keras.models.Sequentialのインスタンスを用いて行う。具体的には、以下のようにSequentialのインスタンスであるmodelにaddメソッドを用いてレイヤーのインスタンスをしていく。そして、compileメ
Neural Tangentsによる無限幅深層ニューラルネットワークの構築とベイズ推論
要点¶Neural TangentsはGoogle AIが開発したJAXのラッパーライブラリです。無限幅 (中間層のユニット数$\to \infty$)のニューラルネットワーク (以後, NN: neural networks)を高速かつ簡単に構築及び学習させることを目的としています。 Neural Tangentsでは無限幅のNNを学習させる手法としてNNGP (Neural Network Gaussian Process)と NTK (Neural Tangent Kernel)の2つを実装しています。 この記事ではNNGPとNTKの要点を紹介し、Neural Tangentsを用いた実装について紹介していきます。 Neural-Tangentsに関連する文献¶ Paper : https://arxiv.org/abs/1912.02803 OpenReview : https:/
じゃんけんグリコでDQN（deep Q-network）に挑む - Qiita
じゃんけんグリコでDQN（deep Q-network）に挑む たかが、じゃんけん。されど、じゃんけん。東大入試に出題されたこともあれば、某スタンド系少年マンガでは空飛ぶ熱い勝負が繰り広げられました。 ここまで言ってのけた某ファイヤーシスターズの実戦担当もいました。 ジャンケン強ければ人生どんだけ得かって話だよ。ロシアンルーレットやってさあ？どっちが先に引き金を引くかで揉めた時、もしもジャンケン必勝法を知っていたら！ 本記事では、じゃんけんから派生した遊び、じゃんけんグリコ（以下グリコ）という遊びで、DQNに勝負を挑んでみたいと思います。 グリコとは 以下、Wikipediaよりの引用です。 概要 主に屋外の階段で行われる、じゃんけんから派生した遊びのひとつ。日本の子供の遊びとして広く知られている。 ルール 環境 階段 ある程度の段数を有する階段が必要となる。階段の最上と最下で最低限の意思
確率的DeepLearningライブラリEdwardのサンプルコードとその理論 - Qiita
from __future__ import absolute_import from __future__ import division from __future__ import print_function import edward as ed import numpy as np import tensorflow as tf import matplotlib.pyplot as plt from edward.models import Normal def build_toy_dataset(N=100, noise_std=0.05): D = 1 X = np.linspace(-np.pi, np.pi, num=N) y = np.cos(X) + np.random.normal(0, noise_std, size=N) X = X / np.pi X =
今更ながらchainerでSeq2Seq（2）〜Attention Model編〜 - Qiita
少し複雑になりますが、図中の[At]と書いてあるところがAttention Modelとなります。 Encoder側では、毎回出力される中間ベクトルをAttention Modelの中に記憶させていきます。 Decoder側では、1つ前の中間ベクトルをAttention Modelに入力します。 入力されたベクトルを元にAttention ModelがEncoder側で入力された中間ベクトルの加重平均をとってリターンします。 Encoderの中間ベクトルの加重平均をDecoderに入力することで、前にある単語、後ろにある単語、どこでも注目できるようにするのがAttention Modelとなります。 Attention Modelには大きく分けて2種類存在し、Global AttentionとLocal Attentionと呼ばれます。 以降では、Global Attention、Loca
spaCyを用いて日本語の固有表現抽出(NER)モデルを学習する - Sansan Tech Blog
はじめに 最近、固有表現抽出(Named Entity Recognition: NER)の学習をspaCyを用いて行う機会があったため、そのやり方について簡単にまとめたいと思います。 Ref spacy.io Version python: 3.11.3 spaCy: 3.6.0 使用したNotebook github.com 全体の流れ 学習データの用意 spaCyのconfigファイルの用意 学習 評価 推論 学習データの用意 今回は、ストックマーク株式会社が公開しているWikipediaを用いた日本語の固有表現抽出データセットを利用します。 まずはデータセットを読み込みます。 with open("../ner-wikipedia-dataset/ner.json") as f: stockmark_data = json.load(f) 次にデータセットを、train, dev,
Tensorflow Eager vs PyTorch (強化学習編) - Qiita
Introduction 強化学習におけるTensorflowの実装たるや、その多くは可読性が低いです。それに比べて、PyTorchやchainerといったDefine-by-Run型のフレームワークの実装は読みやすく作りやすい。しかし、その時代もEager Modeの出現により終わりました。 本稿では、Eager Modeの実践的な記述方法と、強化学習における有用性を示すことを目指します。 主な内容として PyTorchからTensorflow Eagerへの１対１の移植方法 Eager Modeにおけるsummary Eager Modeにおける学習結果のsave&load PyTorchよりEagerを高速に動作させる を含みます。 今回、題材として用いるのは、ICML2018に採択されたFujimotoらの「Addressing Function Approximation Err
名詞・形容詞ペアの抽出によるレビュー分析 - Qiita
概要 冒頭の例のように、レビューテキストから名詞と形容詞のペアを抽出 してみます。 これを複数のレビューで集計することで、レビュー文を１つずつ読まずとも、傾向としてどんな部分がどういった評価を受けているのか が見えてきそうですよね。 （例えば、ラーメン店であれば、スープ、麺、値段それぞれがどんな評価が多いのか、とか） 基本的には、以下のような流れで実装しています。 GiNZAで形態素解析+係り受け解析 名詞・形容詞のペアを抽出 特定の係り受け関係であれば採用 やや苦慮した部分は、以下の２点です。 複数の形態素からなる形容詞 の扱い（例：高価な=高価+な） GiNZAの係り受け解析結果（UD: Universal Dependency） の扱い 両者とも、私の知識が十分でなく、今回の扱いが適切でない可能性も多分にあります。その点はご了承ください（お気づきの点はコメントいただけるととても嬉しい
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角度を用いた深層距離学習（deep metric learning）を徹底解説 -PytorchによるAdaCos実践あり-｜はやぶさの技術ノート
