Oracle Analytics予測モデルの作成および使用
Oracle Analytics予測モデルは、いくつかの埋込みOracle Machine Learningアルゴリズムを使用して、データセットのマイニング、ターゲット値の予測、またはレコードのクラスの識別を実行します。予測モデルの作成やトレーニング、データへの適用には、データ・フロー・エディタを使用します。
Oracle Analytics予測モデルとは
Oracle Analytics予測モデルは、データセットに特定のアルゴリズムを適用し、値やクラスの予測をしたり、そのデータ内のグループを識別します。
Oracle機械学習モデルは、データの予測にも使用できます。
Oracle Analyticsには、様々な目的のために予測モデルをトレーニングするのに役立つアルゴリズムが含まれています。アルゴリズムの例としては、分類および回帰ツリー(CART)、ロジスティック回帰、K平均法などがあります。
データ・フロー・エディタを使用して、まずトレーニング・データセットのモデルをトレーニングします。予測モデルをトレーニングした後で、予測するデータセットにその予測モデルを適用します。
トレーニング済モデルを他のユーザーが使用できるようにすると、ユーザーはそのモデルをデータに適用して値を予測できるようになります。場合によっては、特定のユーザーがモデルをトレーニングし、他のユーザーがそのモデルを適用することがあります。
ノート:
データ内の何を見るべきかわからない場合は、Explainを使用することから始め、機械学習を使用して傾向とパターンを特定できます。データ・フロー・エディタを使用して、予測モデルを作成およびトレーニングし、見つかった傾向とパターンを詳しく調べることができます。- まず、データ・フローを作成し、モデルのトレーニングに使用するデータセットを追加します。このトレーニング・データセットには、予測するデータ(売上や年齢のような値や、信用リスク・バケットのような変数など)が含まれています。
- 必要な場合は、データ・フロー・エディタを使用して列の追加や選択、結合などを行い、データセットを編集できます。
- データがモデルのトレーニング対象であることを確認した後、データ・フローにトレーニング・ステップを追加し、分類(バイナリまたはマルチ)、回帰またはクラスタのアルゴリズムを選択してモデルをトレーニングします。次に、作成されたモデルに名前を付け、データ・フローを保存し、それを実行してモデルをトレーニングおよび作成します。
- 機械学習オブジェクトのプロパティを調査して、モデルの品質を判別します。必要に応じて、モデルが必要な品質に達するまでトレーニング・プロセスを繰り返すことができます。
完成したモデルを使用して、不明またはラベルのないデータをスコアリングし、データ・フロー内にデータセットを生成するか、ワークブックに予測ビジュアライゼーションを追加します。
例
たとえば、心疾患を発症するリスクが高い患者を予測するために複数分類モデルを作成してトレーニングするとします。
- 年齢や性別、これまでに胸の痛みを感じたことがあるかなど、個々の患者に関する属性と、血圧や空腹時血糖、コレステロール、最大心拍数などのメトリックを含むトレーニング・データセットを用意します。トレーニング・データセットには、値absent、less likely、likely、highly likelyまたはpresentのいずれかが割り当てられた"Likelihood"という名前の列も含めます。
- CART (デシジョン・ツリー)アルゴリズムを使用します。これは、このアルゴリズムが予測の値を追加しない冗長な列を無視し、ターゲットの予測に役立つ列のみを識別および使用するためです。データ・フローにアルゴリズムを追加する場合、「尤度」列を選択してモデルをトレーニングします。アルゴリズムでは機械学習を使用して、予測の実行および予測や関連データセットの出力に必要なドライバ列を選択します。
- 結果を調べて、トレーニング・モデルを細かく調整した後、そのモデルをより大規模なデータセットに適用して、心臓病にかかっている、またはかかる可能性が高い患者を予測します。
予測モデル・アルゴリズムの選択方法
Oracle Analyticsには、機械学習のモデル化のニーズ(数値予測、複数分類子、バイナリ分類子、およびクラスタリング)用のアルゴリズムが用意されています。
Oracleの機械学習機能は、検索対象が何であるか、予測分析の実践方法の詳細、およびアルゴリズム間の相違点を理解している高度なデータ・アナリストを対象としています。
ノート:
Oracle Autonomous Data Warehouseがソースのデータを使用している場合は、AutoML機能を使用すると、機械学習のスキルがなくても予測モデルをすばやく簡単に自動でトレーニングできます。Autonomous Data WarehouseのAutoMLを使用した予測モデルのトレーニングに関する項を参照してください。通常、ユーザーは、複数の予測モデルを作成して比較し、ユーザーの基準と要件を満たす結果をもらたす可能性が最も高いものを選択することを求めています。これらの基準は異なる場合があります。たとえば、ユーザーは、全体の精度がより高いモデルを選択したり、タイプI (偽陽性)とタイプII (偽陰性)のエラーが最も少ないモデルを選択したり、結果が最適ではないとしても、許容レベルの精度を持つ結果をより速く返すモデルを選択したりする場合があります。
Oracle Analyticsには、予測または分類の種類ごとに複数の機械学習アルゴリズムが含まれています。これらのアルゴリズムを使用すると、ユーザーは複数のモデルを作成することも、微調整されたパラメータを複数使用することも、複数の入力トレーニング・データセットを使用して最適なモデルを選択することもできます。ユーザーは、独自の基準に基づいてモデルを比較および重み付けすることにより、最適なモデルを選択できます。最適なモデルを判断するには、モデルを適用し、計算の結果をビジュアル化して精度を判断するか、Oracle Analyticsでモデルを使用して出力された関連データセットを開いて調査します。
提供されているアルゴリズムについて学習するには、次の表を参照してください。
| 名前 | タイプ | カテゴリ | 関数 | 説明 |
|---|---|---|---|---|
| CART |
分類 回帰 |
二項分類子 多項分類子 数値 |
- | デシジョン・ツリーを使用して、離散値と連続値の両方を予測します。
大規模データセットに使用します。 |
| Elastic Net線形回帰 | 回帰 | 数値 | ElasticNet | 高度な回帰モデル。追加情報(正則化)を提供し、変数選択を実行し、一次結合を実行します。LassoおよびRidge回帰法のペナルティ。
多数の属性とともに使用して、共線性(複数の属性が完全に相関関係にある状態)およびオーバーフィットを回避します。 |
| 階層 | クラスタリング | クラスタリング | AgglomerativeClustering | ボトムアップ(各観察はそれぞれ独自のクラスタであり、後でマージされます)またはトップダウン(すべての観察が1つのクラスタとして開始されます)および距離メトリックを使用して、クラスタリングの階層を構築します。
データセットが大規模ではなく、クラスタの数が事前にわからない場合に使用します。 |
| K平均法 | クラスタリング | クラスタリング | k-means | 反復的にレコードをkクラスタにパーティション化し、各観察が最も近い平均値を持つクラスタに属するようにします。
メトリック列をクラスタ化し、必要なクラスタの数が見込まれている場合に使用します。大きなデータセットの場合に有効に機能します。結果は実行ごとに異なります。 |
| 線形回帰 | 回帰 | 数値 | 最小二乗法
リッジ Lasso |
データセット内のターゲット変数とその他の属性間のモデリング関係に対する線形アプローチ。
属性が完全に相関していない場合に、数値を予測するために使用します。 |
| ロジスティック回帰 | 回帰 | 二項分類子 | LogisticRegressionCV | カテゴリ依存変数の値を予測するために使用します。依存変数は、1または0にコーディングされたデータを含むバイナリ変数です。 |
| Naive Bayes | 分類 |
二項分類子 多項分類子 |
GaussianNB | 機能間に依存性がないことを前提としたベイズの理論に基づく確率的な分類。
入力ディメンションが多数ある場合に使用します。 |
| ニューラル・ネットワーク | 分類 |
二項分類子 多項分類子 |
MLPClassifier | 分類結果と実際の値を比較して学習し、その結果をネットワークに返してその後の反復のためにアルゴリズムを変更する反復分類アルゴリズム。
テキスト分析に使用します。 |
| ランダム・フォレスト | 分類 |
二項分類子 多項分類子 数値 |
- | 複数のデシジョン・ツリーを構成し、すべてのデシジョン・ツリーをまとめて表す値を出力するアンサンブル学習法。
数値およびカテゴリ変数を予測するために使用します。 |
| SVM | 分類 |
二項分類子 多項分類子 |
LinearSVC、SVC | レコードを空間内でマッピングし、分類に使用できる超平面を構築することで、レコードを分類します。新しいレコード(スコアリング・データ)は空間にマップされ、カテゴリに属すると予測されます。これは、レコードが属する超平面の側に基づきます。 |
Oracle Autonomous Data WarehouseのAutoMLを使用した予測モデルのトレーニング
Oracle Autonomous Data Warehouseのデータを使用する場合、そのAutoML機能を使用して予測モデルの推奨およびトレーニングを行うことができます。AutoMLによってデータが分析され、使用する最善のアルゴリズムが計算され、データに関する予測を実行できるように予測モデルがOracle Analyticsに登録されます。
- 予測の対象となるOracle Autonomous Data Warehouseのデータに基づいて、データセットを作成します。たとえば、従業員減少に関するデータに、減少の'Yes'または'No'を示すATTRITIONというフィールドを含めることができます。
- Oracle AnalyticsからOracle Autonomous Data Warehouseへの接続で指定されているデータベース・ユーザーが
OML_Developerロールを持っていること、および'admin'スーパーユーザーではないことを確認してください。そうしない場合、データ・フローを保存または実行しようとすると失敗します。
- 「ターゲット」で、「列の選択」をクリックし、予測しようとする値が含まれるデータ列を選択します。
予測モデルの作成およびトレーニング
上級データ・アナリストは、予測モデルを作成およびトレーニングして、それらの使用によりOracle Machine Learningアルゴリズムをデプロイし、データセットのマイニング、ターゲット値の予測、またはレコードのクラスの識別を行うことができます。予測モデルの作成やトレーニング、データへの適用には、データ・フロー・エディタを使用します。
正確なモデルへの到達は反復プロセスであり、拡張データ・アナリストは様々なモデルを試して、その結果を比較し、試行錯誤に基づいてパラメータを微調整できます。データ・アナリストは、ファイナライズされた正確な予測モデルを使用して、その他のデータセットの傾向を予測したり、モデルをワークブックに追加できます。
ノート:
Oracle Autonomous Data Warehouseがソースのデータを使用している場合は、AutoML機能を使用すると、機械学習のスキルがなくても予測モデルをすばやく簡単に自動でトレーニングできます。Autonomous Data WarehouseのAutoMLを使用した予測モデルのトレーニングに関する項を参照してください。Oracle Analyticsには、数値予測、複数分類、バイナリ分類およびクラスタリング用のアルゴリズムが用意されています。
機械学習モデルをトレーニングするためのデータ・フロー・ステップ
Oracle Analyticsでは、データ・フローのステップを使用して、機械学習モデルをトレーニングできます。機械学習モデルのトレーニングを完了したら、「モデルの適用」ステップを使用して、データに適用します。
| ステップ名 | 説明 |
|---|---|
| AutoML (Oracle Autonomous Data Warehouseが必要) | Oracle Autonomous Data WarehouseのAutoML機能を使用すると、予測モデルの推奨とトレーニングが自動的に行われます。AutoMLステップによってデータが分析され、使用する最善のアルゴリズムが計算され、予測モデルがOracle Analyticsに登録されます。 |
| 二項分類子のトレーニング |
機械学習モデルをトレーニングして、データを2つの事前定義済カテゴリのいずれかに分類します。 |
| クラスタリングのトレーニング | 機械学習モデルをトレーニングして、似たような特質を持つグループを分離し、それらをクラスタに割り当てます。 |
| 多項分類子のトレーニング | 機械学習モデルをトレーニングして、データを3つ以上の事前定義済カテゴリに分類します。 |
| 数値予測のトレーニング | 機械学習モデルをトレーニングして、既知のデータ値に基づいて数値を予測します。 |
予測モデルの検査
予測モデルを作成し、データ・フローを実行すると、モデルに関する情報を確認して、その正確性を判断できます。この情報を使用して、モデルの設定を繰り返し調整することで、その正確性を向上させ、より質の高い結果を予測します。
予測モデルの詳細の表示
予測モデルの詳細情報は、モデルの理解およびデータの予測に適しているかどうかの判断に役立ちます。モデルの詳細には、そのモデル・クラス、アルゴリズム、入力列および出力列が含まれます
- ホーム・ページで、「ナビゲータ」をクリックしてから、「機械学習」をクリックします。
- トレーニング・モデルのメニュー・アイコンをクリックして「検査」を選択します。
- 「詳細」をクリックしてモデルの情報を表示します。
予測モデルの質の評価
予測モデルの質の理解に役立つ情報を表示します。たとえば、モデル精度、適合率、再現率、F1値、偽陽性比率などの正確性のメトリックを確認できます。
- ホーム・ページで、「ナビゲータ」をクリックしてから、「機械学習」をクリックします。
- トレーニング・モデルのメニュー・アイコンをクリックして「検査」を選択します。
- 「品質」タブをクリックし、モデルの質のメトリックを確認してモデルを評価します。たとえば、「モデル精度」のスコアを確認します。
予測モデルの関連データセットとは
データ・フローを実行してOracle Analytics予測モデルのトレーニング・モデルを作成すると、Oracle Analyticsによって一連の関連データセットが作成されます。これらのデータセットに関するワークブックを開いたり作成することによって、モデルの精度について学習できます。
モデルに選択するアルゴリズムに応じて、関連データセットには、予測ルールや精度メトリック、混同行列、予測のキー・ドライバなど、モデルの詳細が含まれます。この情報を基にモデルを細かく調整して結果を向上させたり、関連データセットを使用してモデルを比較し、より正確なモデルはどちらかを判断することが可能です。
たとえば、ドライバ・データセットを開いて、モデルに強いプラスまたはマイナスの影響がある列を明らかにできます。これらの列を調べることで、一部の列が現実的な入力ではない、または予測に対しては細かすぎるため、モデル変数として扱われないことがわかります。データ・フロー・エディタを使用してモデルを開き、検出した情報に基づいて、無関係な列や細かすぎる列を削除してモデルを再生成します。「品質」および「結果」タブをチェックし、モデルの精度が向上しているかどうかを確認します。モデルの精度に問題がなくなり、新しいデータセットをスコアリングする準備が整うまでこのプロセスを続けます。
アルゴリズムが異なっても、類似した関連データセットが生成されます。データセットの個々のパラメータおよび列名はアルゴリズムのタイプによって変わることがありますが、データセットの機能は変わりません。たとえば、統計データセットの列名が線形回帰からロジスティック回帰に変わることがあっても、統計データセットにはモデルの精度メトリックが含まれます。
AutoMLモデルの関連データセット
AutoMLを使用して予測モデルをトレーニングすると、Oracle Analyticsによって、モデルに関する有益な情報を含む追加のデータセットが作成されます。作成されるデータセット数はモデル・アルゴリズムによって異なります。たとえば、Naive Bayesモデルの場合、Oracle Analyticsによって条件付き確率に関する情報を提供するデータセットが作成されます。ディシジョン・ツリー・モデルの場合、データセットは、ディシジョン・ツリー統計に関する情報を提供します。一般化線形モデル(GLM)アルゴリズムを使用して、AutoMLによって生成されたモデルを検査する際、モデルに関するメタデータ情報を含むモデル固有のデータセットの接頭辞GLM*が付いたエントリが表示されます。
図automl-related-datasets.pngの説明
関連データセット
ノート:
Oracle Analyticsは、関連データセット・タイプにデータフローの出力名を付加します。たとえば、CARTモデルでは、データ・フローの出力の名前がcart_model2の場合、データセットの名前はcart_model2_CARTです。CART
Oracle Analyticsは、CART (分類および回帰ツリー)関連データセットの表を作成します。これには、ディシジョン・ツリーの条件および条件の基準、各グループの予測、および予測の信頼度を表す列が含まれます。ツリー・ダイアグラム・ビジュアライゼーションを使用して、このディシジョン・ツリーをビジュアル化します。
CARTデータセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 数値 | 数値予測のCART |
| 二項分類 | CART |
| 多項分類 | CART |
分類レポート
Oracle Analyticsは、分類レポート関連データセットの表を作成します。たとえば、ターゲット列に2つの個別の値(「はい」または「いいえ」)を指定できる場合、このデータセットは、ターゲット列の各個別の値に対する、F1、適合率(Precision)、再現率(Recall)、サポート(この値を含むトレーニング・データセット内の行数)などの正確性メトリックを表示します。
分類データセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 二項分類 |
Naive Bayes ニューラル・ネットワーク サポート・ベクター・マシン |
| 多項分類 |
Naive Bayes ニューラル・ネットワーク サポート・ベクター・マシン |
混同マトリックス
Oracle Analyticsは、エラー・マトリックスとも呼ばれる混同マトリックス関連データセットのピボット表を作成します。各行は予測クラスのインスタンスを表し、各列は実際のクラスのインスタンスを表します。この表は、精度、リコールおよびF1の精度メトリックの計算に使用される偽陽性、偽陰性、真陽性および真陰性の数をレポートします。
混同マトリックス・データセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 二項分類 |
ロジスティック回帰 CART (デシジョン・ツリー) Naive Bayes ニューラル・ネットワーク ランダム・フォレスト サポート・ベクター・マシン |
| 多項分類 |
CART (デシジョン・ツリー) Naive Bayes ニューラル・ネットワーク ランダム・フォレスト サポート・ベクター・マシン |
ドライバ
Oracle Analyticsは、ドライバ関連データセットの表を作成します。これには、ターゲット列の値を決定する列に関する情報が含まれています。線形回帰を使用して、これらの列を識別します。各列には係数値と相関値が割り当てられます。係数値は、ターゲット列の値の決定に使用される列の加重期間を説明します。相関値は、ターゲット列と依存列の関係の方向を示します。たとえば、依存列に基づいて、ターゲット列の値が増えるか減るかということです。
ドライバ・データセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 数値 |
線形回帰 Elastic Net線形回帰 |
| 二項分類 |
ロジスティック回帰 サポート・ベクター・マシン |
| 多項分類 | サポート・ベクター・マシン |
Hitmap
Oracle Analyticsは、Hitmap関連データセットの表を作成します。これには、ディシジョン・ツリーのリーフ・ノードに関する情報が含まれています。表の各行はリーフ・ノードを表しており、セグメント・サイズや信頼度、予想される行数など、そのリーフ・ノードが表している内容を説明する情報が格納されています。たとえば、予想される正確な予測の数 = セグメント・サイズ * 信頼度です。
Hitmapデータセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 数値 | 数値予測のCART |
残差
Oracle Analyticsは、残差関連データセットの表を作成します。これには、残差予測の品質に関する情報が含まれています。残差とは、回帰モデルの測定値と予測値の差異です。このデータセットには、データセットの列すべての実際値と予測値の絶対差を集計した合計値が含まれています。
残差データセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 数値 |
線形回帰 Elastic Net線形回帰 数値予測のCART |
| 二項分類 | CART (デシジョン・ツリー) |
| 多項分類 | CART (デシジョン・ツリー) |
統計
Oracle Analyticsは、統計関連データセットの表を作成します。このデータセットのメトリックは、生成に使用されたアルゴリズムによって異なります。このメトリックのリストは、次のアルゴリズムに基づいていることに注意してください。
- 線形回帰、数値予測のCART、エラスティック・ネット線形回帰 - これらのアルゴリズムには、R2乗、調整済R2乗、平均絶対誤差(MAE)、平均平方根誤差(MSE)、相対絶対誤差(RAE)、関連平方根誤差(RSE)、2乗平均平方根誤差(RMSE)が含まれます。
- CART (分類および回帰ツリー)、Naive Bayes分類、ニューラル・ネットワーク、Support Vector Machine (SVM)、ランダム・フォレスト、ロジスティックス回帰 - これらのアルゴリズムには、精度、合計F1が含まれます。
このデータセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 数値 |
線形回帰 Elastic Net線形回帰 数値予測のCART |
| 二項分類 |
ロジスティック回帰 CART (デシジョン・ツリー) Naive Bayes ニューラル・ネットワーク ランダム・フォレスト サポート・ベクター・マシン |
| 多項分類 |
Naive Bayes ニューラル・ネットワーク ランダム・フォレスト サポート・ベクター・マシン |
サマリー
Oracle Analyticsは、サマリー関連データセットの表を作成します。これには、ターゲット名やモデル名などの情報が含まれています。
サマリー・データセットは、これらのモデルとアルゴリズムの組合せを選択したときに作成されます。
| モデル | アルゴリズム |
|---|---|
| 二項分類 |
Naive Bayes ニューラル・ネットワーク サポート・ベクター・マシン |
| 多項分類 |
Naive Bayes ニューラル・ネットワーク サポート・ベクター・マシン |
予測モデルの関連データセットの検出
関連データセットは、予測モデルをトレーニングすると生成されます。
- ホーム・ページで、「ナビゲータ」をクリックしてから、「機械学習」をクリックします。
- トレーニング・モデルのメニュー・アイコンをクリックして「検査」を選択します。
- 「関連」タブをクリックしてモデルの関連データセットにアクセスします。
- 関連データセットをダブルクリックして、表示したり、ワークブックで使用します。