引き続き、確率の話が 1/3 もある入門本「わけがわかる機械学習」の宣伝エントリです。 わけがわかる機械学習 ── 現実の問題を解くために、しくみを理解する 作者:中谷 秀洋技術評論社Amazon 2012年に深層学習が大規模画像認識コンペ(ILSVRC)で圧勝して以来、「機械学習をやりたい」という人より「深層学習(ディープラーニング)をやりたい」という人のほうが年々増えているように実感しています。 しかし「わけがわかる機械学習」という本には、深層学習に関する記述をかき集めても精々3ページほどしかありません。 また、ここ数年に限っても機械学習や深層学習の入門本は数え切れないほど出版されています。そうした入門本の多くは、本に書いてある通りにプログラミングするだけで、性能がそれなりに高い予測器や分類器を実装して動かすことができる優れものです。 強力で便利な機械学習や深層学習のライブラリを使うた

昨日の「続・わかりやすいパターン認識」読書会にて、「ホップの壺や中華料理店過程のシミュレーションをみると、これを使うと均等にクラスタリングされるのではなく、クラスタサイズが大きいものから順に小さくなっていくようなクラスタリングがされるように見えるのだが、その認識で正しいのか」といった感じの質疑があった。 いい質問。 実は「続・わかりやすいパターン認識」(以降「ぞくパタ」)では、 p225 の「クラスタリングの事前確率の考え方」のところに、ダイレクトにではないがその質問の答えにつながることが書いてあったりする。coffee break というコラムの形になっているので、つい読み飛ばしちゃった人も多いかもしれないが、結構大事なことが書いてあるので一度じっくり読んでみるといい。 そのあたりも含めて読書会でフォローした内容をここにメモしておく。 まずそもそもの話として。 ベイズにおいて、事前確率（

放課後の学食は、普段なら常時腹を空かせた運動部の連中があちこちにたむろっているのだが、今日は珍しく先客は一人きりだった。 静かな様子にほっとしたカズは、まったり休憩でもしようとジュースを片手に奥の目立たない席を目指す。が、学食で筆記用具を広げている女子生徒の横を通り過ぎたところで突然立ち止まった。 振り返ってその先客をよく眺めると、ツインテールの頭をどこか見覚えのある黄色い本に乗せて、机に突っ伏すようにして寝ていた。カズは思わず近寄って、本の正体を確認するためにのぞき込もうとしたそのとき。 「やっぱ、わかんない！　……って、ひゃあ!?」 「わわっ」 突然跳ね起きたその生徒は、目と鼻の先にいたカズの姿にびっくりして悲鳴を上げた。カズもやはり驚きうろたえてしまった。 二人してしばらくそのまま息をのむようにして顔を見合わせていたが、そのうちどちらともなくぷっと吹き出した。 「あはは、ごめん……す

11/9 に開催された機械学習×プログラミング勉強会 vol.2 にのこのこ参加＆発表。主催の愛甲さん、参加者＆発表者の皆さん、会場を提供して下さった DeNA さんありがとうございました。 機械学習×プログラミング勉強会 vol.2 : ATND 愛甲さんから発表の依頼をいただいた時、言語判定の話をすればいいか〜とか考えて気楽に引き受けちゃったのだが、あれを20分で話すと痛い目にあうと広島方面で学んだことを思い出し。 じゃあ、テキストマイニング始めました的なことでも〜と構成を考えてみたのだが、データの前処理の話だけで20分使い果たして機械学習出てこなさそう。しかも発表順で中谷の次があんちべ先生の番。後ろに専門家がいるのにテキストマイニングの真似事とかしゃべってたら、やばい。 そこで、勉強会タイトルの「〜×プログラミング」にあわないのは承知しつつ、社内勉強会でやったノンパラベイズ入門的な話

機械学習の定番教科書の1つと言われ、各地で読書会が開かれる「パターン認識と機械学習」(PRML)。読み解くにはある程度の解析と線形代数の知識が必要なため、数学が苦手な学生さんや××年ぶりに数式を目にしたというエンジニアたちを次々と「式変形できない……」という奈落に叩き込んでいるという。 サイボウズ・ラボの社内 PRML 読書会でもその現象が発生。見かねた同僚の光成さんが PRML で使われている数学の解説だけではなく、PRML の中で省略されている式変形の過程も含めて書き下したメモ（社内通称：アンチョコ）が暗黒通信団から「機械学習とパターン認識の学習」という同人誌として出版され、全国のジュンク堂で購入可能となるとちょっとしたムーブメントががが。 現在はアマゾンでも購入可能となっているが、もともとのアンチョコも PDF で無料公開(CC-BY ライセンス)されているので、紙の本でないと勉強す

ジュンク堂池袋本店にて 10/11 に行われた「パターン認識と機械学習」(PRML) 愛好家の集まり、じゃあなかった、トークセッションにのこのこ行ってきた、ばかりか前でしゃべってきた。ありがとうございました＆お疲れ様でした＞各位 PRML同人誌 『パターン認識と機械学習の学習』（暗黒通信団） 刊行記念トークセッション 「今度こそわかる!? PRMLの学習の学習」 http://www.junkudo.co.jp/tenpo/evtalk.html#20121011_talk 参加して下さった上に感想までブログにしたためて下さった方には感謝感謝なわけだが、そういったブログの中で、@yag_ays さんがちょうど今気にしていたことを書かれていたので、ちょこっと紹介。 「今度こそわかる!? PRMLの学習の学習」に参加しました - Wolfeyes Bioinformatics beta 余談：

数式をnumpyに落としこむコツ View more presentations from Shuyo Nakatani という発表を Tokyo.SciPy #2 でさせてもらったのだが、発表＆資料作成の時間の関係で、実際に数式を解釈する例を2つしか入れられなかったのが残念なところ。 今、社内 PRML 読書会で 13章の隠れマルコフをやっつけていて、その Baum-Welch の更新式がちょうどいい題材になっていることに気付いたので、ここで取り上げてみる。 (PRML 式 13.36) 結構複雑な印象のある数式だが、こいつも資料の流れに従えば簡単に実装できてしまうことを見ていこう。 数式を読み解く 数式を書き換える numpy に「逐語訳」する というわけでまず「読み解き」だが、これが一番重要なステップ。 特に今回の式の場合は , , の正体をちゃんと見極めておかないといけない。 「正

社内で「機械学習とパターン認識」(PRML) の読書会をやっているのだけど、計算がやっぱり難しいようでみんな苦戦中。 そんなこんなで、光成さん(@herumi さん)が PRML の数式を手抜き無しで解説するアンチョコ(虎の巻 / PRML教科書ガイド)をマメに作ってくれている。*1 PRML のための数学(PDF) 内容は PRML の2章から4章と、9章、PRMLでもっとも計算が難しいと評判の10章を対象としている。 たとえば2章のアンチョコでは、2章の中で必要とされる解析や線形代数の道具(積分の変数変換、行列の各種操作)を一通り取り上げた後、ガウス分布の最尤推定における平均や分散による偏微分という、おそらく多くの人がつまづくのだろう計算がきちんと説明されている。 また3章のアンチョコでは、Woodbury の公式やヘッセ行列を解説しつつ、エビデンス関数などを導出しているし、4章になる

1/28 に行われた第200回 NL研(情報処理学会の自然言語処理研究会)でのパネル討論会を @mamoruk さんが twitter で中継してくださってて、これが本当にとてもおもしろかった。Togetter でのまとめがこちら。 NL研 #signl200 まとめ(その２) - Togetter 単語のいくつかは残念ながらわからないが(笑)、「自然言語処理も機械学習も、どちらのアカデミックの世界にも身を置いたことのない門外漢のエンジニア」という立場で普段考えていることといろいろオーバーラップしている部分、齟齬を起こしている部分があって、思い出してはこれを読み返している。 まだあれこれ思い悩んでいる部分でもあるので、多分まとまらないし、明日にはまた違うことを考えてるかもなんだけど、ちょっと書き散らかしてみよう。 @mamoruk: 中川先生「自然言語処理分野外の人は自然言語処理のことを知

昨日の "Latent Dirichlet Allocations in Python" の続きで実験結果を載せようかと思ったけど、先にやっぱりもうちょっと LDA を説明しておこう。 LDA の初出は [Blei+ 2003] Latent Dirichlet Allocation 。 ただし [Blei+ 2003] で "LDA" としているのはトピック-単語分布がただの多項分布(事前分布無し)のもの。"LDA" としてよく目にするトピック-単語多項分布にディリクレ事前分布が入ったものは "Smoothed LDA" として記載されている(確かにβでスムージングしているのと等価)。 今回実装した LDA も後者の "Smoothed LDA"。 その LDA はこんな感じ。αとβはハイパーパラメータだから、チビ黒丸で書いて欲しいんだけどね。 (図は Wikipedia-en の LD

LDA とは "Latent Dirichlet Allocation"。文書中の単語の「トピック」を確率的に求める言語モデル。 「潜在的ディリクレ配分法」と訳されていることもあるが、その名前だと「それってなんだっけ？」という人のほうが多そうｗ。 各単語が「隠れトピック」(話題、カテゴリー)から生成されている、と想定して、そのトピックを文書集合から教師無しで推定することができる。特徴は、果物の apple と音楽の apple とコンピュータ関連の apple を区別することが出来る(ことが期待される)という点。そのために、どのトピックを生成しやすいかという分布を各文章も持つ。細かい話は略。 結果の見方としては、定量的にはパープレキシティを見るし(一般に小さいほどいい)、定性的には各トピックがどのような単語を生成するか、その確率上位のものを見てふむふむする。この「各トピックが生成する単語」

「ノンパラメトリック」って言うくらいだからパラメータ無いんかと思ってたら、パラメータめっちゃあるし。 機械学習のネーミングのひどさはこれに始まった話じゃあないけど、それにしたって。 ノンパラの一番素朴なやつ( K-means とか)は本当にパラメータ無くてデータだけだから納得なんだけど、だんだん欲が出てパラメータ足しちゃったり派生させちゃったりしてるうちに、よくわかんなくなってきちゃったんだろうかねえ。まったく。 どれどれ、と英語版 Wikipedia の "Non-parametric statistics" を見たら、なんか意味が4種類くらい書いてあるし。じゃあ名前分けろよ。 en.wikipedia.org とりあえずここで言う「ノンパラ」とは、変数の個数決めなくていい「分布の分布」なメタっぽいやつのこと。つまりディリクレ過程とか、ディリクレ過程とか、そこらへん。 「あー、ノンパラベ

ちょっと機械学習の比較的有名なモデルやアルゴリズムの初出について年表を作ってみた。 って今週末用の資料なんだけどねｗ 1805 Method of Least Squares 1901 PCA (Principal Component Analysis) 1905 Random Walk -1925 Logistic Regression 1936 Fisher's Linear Discriminant Analysis 1946 Monte Carlo Method 1948 n-gram model 1950 RKHS (Reproducing Kernel Hilbert Space) 1950s Markov Decision Process -1957 Perceptron 1958 Kalman Filter 1960s Hidden Markov Model -1961 N

本日の tokyotextmining こと 自然言語処理勉強会＠東京 第1回 で話す「Webページの本文抽出 using CRF」の資料(自己紹介は除く)です。 以前、Ruby で作った本文抽出モジュール を機械学習の技術を使って作り直してみたら、というお話。 CRF は Conditional Random Fields の略。 Web本文抽出 using crf from Shuyo Nakatani 実装はこのあたり。 http://github.com/shuyo/iir/blob/master/sequence/crf.py http://github.com/shuyo/iir/blob/master/sequence/pg.py http://github.com/shuyo/iir/blob/master/extractcontent/webextract.py 【追記】

今までに書いた「 PRML を読んで、やってみた」系の記事をまとめてみた。何か参考になれば幸い。 根本的にとても疑り深い人(教科書の類に対しては特に)なので、「こんなん書いてあるけど、ほんまかいな〜？」という姿勢が目立つ。 また、よく「手触り」という言葉が出てくる。なんというか、「感触」がわからないと気持ち悪いのだ。基本的な道具類は目をつむっていても使えるのが理想、と言えば、なんとなくでもわかってもらえるだろうか。 あと、言葉使いに無駄に小うるさい(苦笑)。多くの人にとってはどうでもいいところで妙にこだわっているかも。 下巻編はこちら。 PRML 読んでやってみた（下巻編） http://d.hatena.ne.jp/n_shuyo/20110519/prml １章＆２章 特に実装とかしてない。 ディリクレ分布のパラメータが0のとき http://d.hatena.ne.jp/n_shuy

以前、「非情報系が機械学習を使う研究をしたいとき」という記事を書きましたが、内容の半分はサイボウズ・ラボユースの宣伝だったんで、今回はタイトル詐欺じゃあないことも書きます。 いままで機械学習や深層学習に縁のなかった人が、それを使った研究を始めたいとなったとき、共通して直面する大きな課題は「何を優先的に勉強したらいいか」と「実験用の環境(PC)をどのように整えたらいいか」でしょう。 今回は何から勉強する？　という話。 機械学習そのもの(特に自分が使おうとしているモデル)を学ぶのは必須に決まっているので、機械学習を使う上で必要となる前提知識を学ぶ優先順位について考えてみます。 機械学習(深層学習を含む)を使う上でキーになる前提知識は、数学(特に解析・線形代数・統計)とプログラミングを含む情報科学であることは意見の一致するところだと思います。 情報系の人なら、情報科学はさすがにやってます。プログ

「わけがわかる機械学習」という本を書きました。 一言でいうと、「機械学習はなぜそんなことをしたいか・してもいいか」を解説する入門本です。 わけがわかる機械学習 ── 現実の問題を解くために、しくみを理解する 作者: 中谷秀洋出版社/メーカー: 技術評論社発売日: 2019/08/28メディア: 単行本（ソフトカバー）この商品を含むブログを見る 目次を見るとわかりますが、機械学習の本をうたっていながら、なぜか確率の章が 3 個もあります。ページ数にして約80ページ。全体の 1/3 が確率の話です。 - 0章： はじめに - 1章： 機械学習ことはじめ - 2章： 確率 - 3章： 連続確率と正規分布 - 4章： 線形回帰 - 5章： ベイズ確率 - 6章： ベイズ線形回帰 - 7章： 分類問題 - 8章： 最適化 - 9章： モデル選択 - 10章： おわりに - 付録A： 本書で用いる数学