Iti0210lab113

Allikas: Lambda
Redaktsioon seisuga 14. aprill 2020, kell 14:53 kasutajalt PriitJ (arutelu | kaastöö) (Uus lehekülg: '= Informatsioon ja ennustatavus = == Sissejuhatus == Treeningandmed võivad sisaldada nii kasulikku informatsiooni kui mittevajalikku müra. Paljud masinõppe meetodid, näitek...')
(erin) ←Vanem redaktsioon | Viimane redaktsiooni (erin) | Uuem redaktsioon→ (erin)
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti

Informatsioon ja ennustatavus

Sissejuhatus

Treeningandmed võivad sisaldada nii kasulikku informatsiooni kui mittevajalikku müra. Paljud masinõppe meetodid, näiteks närvivõrgud, oskavad ise leida andmetest tunnuseid mis on kõige kasulikumad treenitava ülesande lahendamiseks. Siin ülesandes teeme seda käsitsi.

Katsetamiseks on mänguandmestik, "Zoo dataset", kus on 17 tunnust mille alusel loomaaia elanikke klassifitseerida putukateks, lindudeks jne.

Ülesandeks on kirjutada programm, mis leiab iga tunnuse kohta, kui palju ta looma klassi kohta informatsiooni annab, kasutades Shannoni entroopiat.

Teooria: ühe tunnuse entroopia

Tähistame tunnuse väärtuse vi, mingi klassi j ja pj on tõenäosus (selliste treeningnäidete osakaal), et kui tunnuse väärtus on vi, siis asi kuulub klassi j. Selle konkreetse väärtuse nägemisel korral on entroopia:

Tunnuse väärtuse entroopia

Väärtuste entroopiate pealt leitakse kaalutud keskmine, mis ongi tunnuse entroopia (ni - näidete arv, kus tunnuse väärtus oli vi, n - näidete koguarv).

Tunnuse keskmine entroopia

Ettevalmistus

Andmed võta siit: zoo.data

Faili laadimiseks on mugav kasutada pandas moodulit:

import pandas as pd

features = [ "name", "hair", "feathers", "eggs", "milk", "airborne",
    "aquatic", "predator", "toothed", "backbone", "breathes", "venomous",
    "fins", "legs", "tail", "domestic", "catsize"]

zoo_data = pd.read_csv("zoo.data",
    header=None,
    names=features + ["type"])

Tunnused on enamasti 0/1 tüüpi, mõnedel on rohkem võimalikke väärtusi. Viimane veerg failis sisaldab looma klassi ("type"), mida peaks saama eelneva 17 tunnuse põhjal ennustada:

1. animal name: Unique for each instance
2. hair: Boolean
3. feathers: Boolean
4. eggs: Boolean
5. milk: Boolean
6. airborne: Boolean
7. aquatic: Boolean
8. predator: Boolean
9. toothed: Boolean
10. backbone: Boolean
11. breathes: Boolean
12. venomous: Boolean
13. fins: Boolean
14. legs: Numeric (set of values: {0,2,4,5,6,8})
15. tail: Boolean
16. domestic: Boolean
17. catsize: Boolean
18. type: Numeric (integer values in range [1,7])

Entroopia arvutus

Aruanne

Aruandesse pane kirja, mis tunnus on kõige kasulikum, milline annab kõige vähem informatsiooni. Lisaks tee diagramm, kus on iga tunnuse entroopia. Diagrammi ei pea genereerima programmikoodis, võib kasutada ka spreadsheeti.