はじめに
前回はChatGPTで数字判定の人工知能を作成してみました。一つ一つを解読していくと、どのコードも奥深いことが分かりました。
数字判定以外にも価格予測ができるみたいなのでそれをやってみたいと思います。
回帰のAIをChatGPTに聞いてみた
価格予測は回帰に属すると思うのでChatGPTに聞いてみます。
Pythonで回帰のaiをtensorflowで作りたい。mnistの住宅価格の場合も知りたい。コードを教えて
MNISTデータセットは手書き数字の画像データセットですが、住宅価格の予測には通常「ボストン住宅価格データセット」が使用されます。このデータセットには、ボストン地域の住宅価格に関連する特徴が含まれています。TensorFlowでこのデータセットを使って回帰モデルを作成する方法を説明します。
- 必要なライブラリをインポートします。
- ボストン住宅価格データセットを読み込みます。
- データセットを訓練セットとテストセットに分割します。
- データを標準化または正規化します。
- モデルを作成します。
- モデルをコンパイルします。
- モデルを訓練します。
- モデルの評価と予測を行います。
以下にサンプルコードを示します。
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers
from sklearn.datasets import load_boston
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
import numpy as np
# ボストン住宅価格データセットの読み込み
boston = load_boston()
X, y = boston.data, boston.target
# データセットを訓練セットとテストセットに分割
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0)
# データの標準化
scaler = StandardScaler()
X_train = scaler.fit_transform(X_train)
X_test = scaler.transform(X_test)
# モデルの構築
model = tf.keras.models.Sequential([
layers.Dense(64, activation='relu', input_shape=(X_train.shape[1],)),
layers.Dense(64, activation='relu'),
layers.Dense(1)
])
# モデルのコンパイル
model.compile(optimizer='adam', loss='mse')
# モデルの訓練
model.fit(X_train, y_train, epochs=100, validation_split=0.1)
# モデルの評価
test_loss = model.evaluate(X_test, y_test)
print('Test loss:', test_loss)
# 予測
predictions = model.predict(X_test)
print(predictions[:5]) # 最初の5つの予測値を表示
このコードでは以下の手順を行います:
- sklearnライブラリからボストン住宅価格データセットを読み込みます。
- データを訓練セットとテストセットに分割し、標準化を行います。
- ニューラルネットワークモデルを構築し、
relu
活性化関数を使用した隠れ層を含めます。 - モデルをコンパイルし、
adam
オプティマイザと平均二乗誤差損失関数を使用します。 - モデルを訓練し、テストセットで評価します。
- 最後に、テストデータに対する予測を出力します。
このモデルは比較的単純ですが、実際のアプリケーションでは、ハイパーパラメータのチューニングやモデルの複雑さを増やすことで、より良い結果を得ることができます。また、データの特徴に応じて、より適切な前処理手法を選択することも重要です。
mnistは手書き画像のようですね…。まぁでも、価格予測のコードを聞き出すことができました。これを使って前回の数字判定との違いなど比較しながら調査していきましょう。
回帰のコードを調べていく
まずはライブラリ、データの読み込み、データの加工の3つ。前回はこちら
今回のライブラリ
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers
from sklearn.datasets import load_boston
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
import numpy as np
前回と同じなのはtensorflowとlayers(前回のDense)です。そしてnumpyは人工知能に限らずよく使われるライブラリです。
前回と違うのは
from sklearn.datasets import load_boston
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
の3つですね。
データセットの中身を見てみた
1行目は前回のmnistのようなものでボストンの住宅価格のデータセットのようです。どういったデータの中身なのか見てみましょう。先取りですが
# ボストン住宅価格データセットの読み込み
boston = load_boston()
X, y = boston.data, boston.target
で中身が見れるようです。これをexcelに変換して、見てみましょう。
Xの中身
0.00632 18 2.31 0 0.538 6.575 65.2 4.09 1 296 15.3 396.9 4.98
0.02731 0 7.07 0 0.469 6.421 78.9 4.9671 2 242 17.8 396.9 9.14
0.02729 0 7.07 0 0.469 7.185 61.1 4.9671 2 242 17.8 392.83 4.03
0.03237 0 2.18 0 0.458 6.998 45.8 6.0622 3 222 18.7 394.63 2.94
0.06905 0 2.18 0 0.458 7.147 54.2 6.0622 3 222 18.7 396.9 5.33
0.02985 0 2.18 0 0.458 6.43 58.7 6.0622 3 222 18.7 394.12 5.21
0.08829 12.5 7.87 0 0.524 6.012 66.6 5.5605 5 311 15.2 395.6 12.43
0.14455 12.5 7.87 0 0.524 6.172 96.1 5.9505 5 311 15.2 396.9 19.15
0.21124 12.5 7.87 0 0.524 5.631 100 6.0821 5 311 15.2 386.63 29.93
0.17004 12.5 7.87 0 0.524 6.004 85.9 6.5921 5 311 15.2 386.71 17.1
0.22489 12.5 7.87 0 0.524 6.377 94.3 6.3467 5 311 15.2 392.52 20.45
0.11747 12.5 7.87 0 0.524 6.009 82.9 6.2267 5 311 15.2 396.9 13.27
0.09378 12.5 7.87 0 0.524 5.889 39 5.4509 5 311 15.2 390.5 15.71
0.62976 0 8.14 0 0.538 5.949 61.8 4.7075 4 307 21 396.9 8.26
0.63796 0 8.14 0 0.538 6.096 84.5 4.4619 4 307 21 380.02 10.26
0.62739 0 8.14 0 0.538 5.834 56.5 4.4986 4 307 21 395.62 8.47
1.05393 0 8.14 0 0.538 5.935 29.3 4.4986 4 307 21 386.85 6.58
0.7842 0 8.14 0 0.538 5.99 81.7 4.2579 4 307 21 386.75 14.67
0.80271 0 8.14 0 0.538 5.456 36.6 3.7965 4 307 21 288.99 11.69
0.7258 0 8.14 0 0.538 5.727 69.5 3.7965 4 307 21 390.95 11.28
1.25179 0 8.14 0 0.538 5.57 98.1 3.7979 4 307 21 376.57 21.02
0.85204 0 8.14 0 0.538 5.965 89.2 4.0123 4 307 21 392.53 13.83
1.23247 0 8.14 0 0.538 6.142 91.7 3.9769 4 307 21 396.9 18.72
0.98843 0 8.14 0 0.538 5.813 100 4.0952 4 307 21 394.54 19.88
0.75026 0 8.14 0 0.538 5.924 94.1 4.3996 4 307 21 394.33 16.3
0.84054 0 8.14 0 0.538 5.599 85.7 4.4546 4 307 21 303.42 16.51
0.67191 0 8.14 0 0.538 5.813 90.3 4.682 4 307 21 376.88 14.81
0.95577 0 8.14 0 0.538 6.047 88.8 4.4534 4 307 21 306.38 17.28
0.77299 0 8.14 0 0.538 6.495 94.4 4.4547 4 307 21 387.94 12.8
1.00245 0 8.14 0 0.538 6.674 87.3 4.239 4 307 21 380.23 11.98
1.13081 0 8.14 0 0.538 5.713 94.1 4.233 4 307 21 360.17 22.6
1.35472 0 8.14 0 0.538 6.072 100 4.175 4 307 21 376.73 13.04
1.38799 0 8.14 0 0.538 5.95 82 3.99 4 307 21 232.6 27.71
1.15172 0 8.14 0 0.538 5.701 95 3.7872 4 307 21 358.77 18.35
1.61282 0 8.14 0 0.538 6.096 96.9 3.7598 4 307 21 248.31 20.34
0.06417 0 5.96 0 0.499 5.933 68.2 3.3603 5 279 19.2 396.9 9.68
0.09744 0 5.96 0 0.499 5.841 61.4 3.3779 5 279 19.2 377.56 11.41
0.08014 0 5.96 0 0.499 5.85 41.5 3.9342 5 279 19.2 396.9 8.77
0.17505 0 5.96 0 0.499 5.966 30.2 3.8473 5 279 19.2 393.43 10.13
0.02763 75 2.95 0 0.428 6.595 21.8 5.4011 3 252 18.3 395.63 4.32
0.03359 75 2.95 0 0.428 7.024 15.8 5.4011 3 252 18.3 395.62 1.98
0.12744 0 6.91 0 0.448 6.77 2.9 5.7209 3 233 17.9 385.41 4.84
0.1415 0 6.91 0 0.448 6.169 6.6 5.7209 3 233 17.9 383.37 5.81
0.15936 0 6.91 0 0.448 6.211 6.5 5.7209 3 233 17.9 394.46 7.44
0.12269 0 6.91 0 0.448 6.069 40 5.7209 3 233 17.9 389.39 9.55
0.17142 0 6.91 0 0.448 5.682 33.8 5.1004 3 233 17.9 396.9 10.21
0.18836 0 6.91 0 0.448 5.786 33.3 5.1004 3 233 17.9 396.9 14.15
0.22927 0 6.91 0 0.448 6.03 85.5 5.6894 3 233 17.9 392.74 18.8
0.25387 0 6.91 0 0.448 5.399 95.3 5.87 3 233 17.9 396.9 30.81
0.21977 0 6.91 0 0.448 5.602 62 6.0877 3 233 17.9 396.9 16.2
0.08873 21 5.64 0 0.439 5.963 45.7 6.8147 4 243 16.8 395.56 13.45
0.04337 21 5.64 0 0.439 6.115 63 6.8147 4 243 16.8 393.97 9.43
0.0536 21 5.64 0 0.439 6.511 21.1 6.8147 4 243 16.8 396.9 5.28
0.04981 21 5.64 0 0.439 5.998 21.4 6.8147 4 243 16.8 396.9 8.43
0.0136 75 4 0 0.41 5.888 47.6 7.3197 3 469 21.1 396.9 14.8
0.01311 90 1.22 0 0.403 7.249 21.9 8.6966 5 226 17.9 395.93 4.81
0.02055 85 0.74 0 0.41 6.383 35.7 9.1876 2 313 17.3 396.9 5.77
0.01432 100 1.32 0 0.411 6.816 40.5 8.3248 5 256 15.1 392.9 3.95
0.15445 25 5.13 0 0.453 6.145 29.2 7.8148 8 284 19.7 390.68 6.86
0.10328 25 5.13 0 0.453 5.927 47.2 6.932 8 284 19.7 396.9 9.22
0.14932 25 5.13 0 0.453 5.741 66.2 7.2254 8 284 19.7 395.11 13.15
0.17171 25 5.13 0 0.453 5.966 93.4 6.8185 8 284 19.7 378.08 14.44
0.11027 25 5.13 0 0.453 6.456 67.8 7.2255 8 284 19.7 396.9 6.73
0.1265 25 5.13 0 0.453 6.762 43.4 7.9809 8 284 19.7 395.58 9.5
0.01951 17.5 1.38 0 0.4161 7.104 59.5 9.2229 3 216 18.6 393.24 8.05
0.03584 80 3.37 0 0.398 6.29 17.8 6.6115 4 337 16.1 396.9 4.67
0.04379 80 3.37 0 0.398 5.787 31.1 6.6115 4 337 16.1 396.9 10.24
0.05789 12.5 6.07 0 0.409 5.878 21.4 6.498 4 345 18.9 396.21 8.1
0.13554 12.5 6.07 0 0.409 5.594 36.8 6.498 4 345 18.9 396.9 13.09
0.12816 12.5 6.07 0 0.409 5.885 33 6.498 4 345 18.9 396.9 8.79
0.08826 0 10.81 0 0.413 6.417 6.6 5.2873 4 305 19.2 383.73 6.72
0.15876 0 10.81 0 0.413 5.961 17.5 5.2873 4 305 19.2 376.94 9.88
0.09164 0 10.81 0 0.413 6.065 7.8 5.2873 4 305 19.2 390.91 5.52
0.19539 0 10.81 0 0.413 6.245 6.2 5.2873 4 305 19.2 377.17 7.54
0.07896 0 12.83 0 0.437 6.273 6 4.2515 5 398 18.7 394.92 6.78
0.09512 0 12.83 0 0.437 6.286 45 4.5026 5 398 18.7 383.23 8.94
0.10153 0 12.83 0 0.437 6.279 74.5 4.0522 5 398 18.7 373.66 11.97
0.08707 0 12.83 0 0.437 6.14 45.8 4.0905 5 398 18.7 386.96 10.27
0.05646 0 12.83 0 0.437 6.232 53.7 5.0141 5 398 18.7 386.4 12.34
0.08387 0 12.83 0 0.437 5.874 36.6 4.5026 5 398 18.7 396.06 9.1
0.04113 25 4.86 0 0.426 6.727 33.5 5.4007 4 281 19 396.9 5.29
0.04462 25 4.86 0 0.426 6.619 70.4 5.4007 4 281 19 395.63 7.22
0.03659 25 4.86 0 0.426 6.302 32.2 5.4007 4 281 19 396.9 6.72
0.03551 25 4.86 0 0.426 6.167 46.7 5.4007 4 281 19 390.64 7.51
0.05059 0 4.49 0 0.449 6.389 48 4.7794 3 247 18.5 396.9 9.62
0.05735 0 4.49 0 0.449 6.63 56.1 4.4377 3 247 18.5 392.3 6.53
0.05188 0 4.49 0 0.449 6.015 45.1 4.4272 3 247 18.5 395.99 12.86
0.07151 0 4.49 0 0.449 6.121 56.8 3.7476 3 247 18.5 395.15 8.44
0.0566 0 3.41 0 0.489 7.007 86.3 3.4217 2 270 17.8 396.9 5.5
0.05302 0 3.41 0 0.489 7.079 63.1 3.4145 2 270 17.8 396.06 5.7
0.04684 0 3.41 0 0.489 6.417 66.1 3.0923 2 270 17.8 392.18 8.81
0.03932 0 3.41 0 0.489 6.405 73.9 3.0921 2 270 17.8 393.55 8.2
0.04203 28 15.04 0 0.464 6.442 53.6 3.6659 4 270 18.2 395.01 8.16
0.02875 28 15.04 0 0.464 6.211 28.9 3.6659 4 270 18.2 396.33 6.21
0.04294 28 15.04 0 0.464 6.249 77.3 3.615 4 270 18.2 396.9 10.59
0.12204 0 2.89 0 0.445 6.625 57.8 3.4952 2 276 18 357.98 6.65
0.11504 0 2.89 0 0.445 6.163 69.6 3.4952 2 276 18 391.83 11.34
0.12083 0 2.89 0 0.445 8.069 76 3.4952 2 276 18 396.9 4.21
0.08187 0 2.89 0 0.445 7.82 36.9 3.4952 2 276 18 393.53 3.57
0.0686 0 2.89 0 0.445 7.416 62.5 3.4952 2 276 18 396.9 6.19
0.14866 0 8.56 0 0.52 6.727 79.9 2.7778 5 384 20.9 394.76 9.42
0.11432 0 8.56 0 0.52 6.781 71.3 2.8561 5 384 20.9 395.58 7.67
0.22876 0 8.56 0 0.52 6.405 85.4 2.7147 5 384 20.9 70.8 10.63
0.21161 0 8.56 0 0.52 6.137 87.4 2.7147 5 384 20.9 394.47 13.44
0.1396 0 8.56 0 0.52 6.167 90 2.421 5 384 20.9 392.69 12.33
0.13262 0 8.56 0 0.52 5.851 96.7 2.1069 5 384 20.9 394.05 16.47
0.1712 0 8.56 0 0.52 5.836 91.9 2.211 5 384 20.9 395.67 18.66
0.13117 0 8.56 0 0.52 6.127 85.2 2.1224 5 384 20.9 387.69 14.09
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0.01709 90 2.02 0 0.41 6.728 36.1 12.1265 5 187 17 384.46 4.5
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0.10659 80 1.91 0 0.413 5.936 19.5 10.5857 4 334 22 376.04 5.57
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5.20177 0 18.1 1 0.77 6.127 83.4 2.7227 24 666 20.2 395.43 11.48
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3.56868 0 18.1 0 0.58 6.437 75 2.8965 24 666 20.2 393.37 14.36
4.64689 0 18.1 0 0.614 6.98 67.6 2.5329 24 666 20.2 374.68 11.66
8.05579 0 18.1 0 0.584 5.427 95.4 2.4298 24 666 20.2 352.58 18.14
6.39312 0 18.1 0 0.584 6.162 97.4 2.206 24 666 20.2 302.76 24.1
4.87141 0 18.1 0 0.614 6.484 93.6 2.3053 24 666 20.2 396.21 18.68
15.0234 0 18.1 0 0.614 5.304 97.3 2.1007 24 666 20.2 349.48 24.91
10.233 0 18.1 0 0.614 6.185 96.7 2.1705 24 666 20.2 379.7 18.03
14.3337 0 18.1 0 0.614 6.229 88 1.9512 24 666 20.2 383.32 13.11
5.82401 0 18.1 0 0.532 6.242 64.7 3.4242 24 666 20.2 396.9 10.74
5.70818 0 18.1 0 0.532 6.75 74.9 3.3317 24 666 20.2 393.07 7.74
5.73116 0 18.1 0 0.532 7.061 77 3.4106 24 666 20.2 395.28 7.01
2.81838 0 18.1 0 0.532 5.762 40.3 4.0983 24 666 20.2 392.92 10.42
2.37857 0 18.1 0 0.583 5.871 41.9 3.724 24 666 20.2 370.73 13.34
3.67367 0 18.1 0 0.583 6.312 51.9 3.9917 24 666 20.2 388.62 10.58
5.69175 0 18.1 0 0.583 6.114 79.8 3.5459 24 666 20.2 392.68 14.98
4.83567 0 18.1 0 0.583 5.905 53.2 3.1523 24 666 20.2 388.22 11.45
0.15086 0 27.74 0 0.609 5.454 92.7 1.8209 4 711 20.1 395.09 18.06
0.18337 0 27.74 0 0.609 5.414 98.3 1.7554 4 711 20.1 344.05 23.97
0.20746 0 27.74 0 0.609 5.093 98 1.8226 4 711 20.1 318.43 29.68
0.10574 0 27.74 0 0.609 5.983 98.8 1.8681 4 711 20.1 390.11 18.07
0.11132 0 27.74 0 0.609 5.983 83.5 2.1099 4 711 20.1 396.9 13.35
0.17331 0 9.69 0 0.585 5.707 54 2.3817 6 391 19.2 396.9 12.01
0.27957 0 9.69 0 0.585 5.926 42.6 2.3817 6 391 19.2 396.9 13.59
0.17899 0 9.69 0 0.585 5.67 28.8 2.7986 6 391 19.2 393.29 17.6
0.2896 0 9.69 0 0.585 5.39 72.9 2.7986 6 391 19.2 396.9 21.14
0.26838 0 9.69 0 0.585 5.794 70.6 2.8927 6 391 19.2 396.9 14.1
0.23912 0 9.69 0 0.585 6.019 65.3 2.4091 6 391 19.2 396.9 12.92
0.17783 0 9.69 0 0.585 5.569 73.5 2.3999 6 391 19.2 395.77 15.1
0.22438 0 9.69 0 0.585 6.027 79.7 2.4982 6 391 19.2 396.9 14.33
0.06263 0 11.93 0 0.573 6.593 69.1 2.4786 1 273 21 391.99 9.67
0.04527 0 11.93 0 0.573 6.12 76.7 2.2875 1 273 21 396.9 9.08
0.06076 0 11.93 0 0.573 6.976 91 2.1675 1 273 21 396.9 5.64
0.10959 0 11.93 0 0.573 6.794 89.3 2.3889 1 273 21 393.45 6.48
0.04741 0 11.93 0 0.573 6.03 80.8 2.505 1 273 21 396.9 7.88
Xは506行13列のデータで各列は…調べましたが説明しづらい部分をありますね。参考はこちら。今回の列はパラメータという風にごまかします。
これに対してyは
yの中身
24
21.6
34.7
33.4
36.2
28.7
22.9
27.1
16.5
18.9
15
18.9
21.7
20.4
18.2
19.9
23.1
17.5
20.2
18.2
13.6
19.6
15.2
14.5
15.6
13.9
16.6
14.8
18.4
21
12.7
14.5
13.2
13.1
13.5
18.9
20
21
24.7
30.8
34.9
26.6
25.3
24.7
21.2
19.3
20
16.6
14.4
19.4
19.7
20.5
25
23.4
18.9
35.4
24.7
31.6
23.3
19.6
18.7
16
22.2
25
33
23.5
19.4
22
17.4
20.9
24.2
21.7
22.8
23.4
24.1
21.4
20
20.8
21.2
20.3
28
23.9
24.8
22.9
23.9
26.6
22.5
22.2
23.6
28.7
22.6
22
22.9
25
20.6
28.4
21.4
38.7
43.8
33.2
27.5
26.5
18.6
19.3
20.1
19.5
19.5
20.4
19.8
19.4
21.7
22.8
18.8
18.7
18.5
18.3
21.2
19.2
20.4
19.3
22
20.3
20.5
17.3
18.8
21.4
15.7
16.2
18
14.3
19.2
19.6
23
18.4
15.6
18.1
17.4
17.1
13.3
17.8
14
14.4
13.4
15.6
11.8
13.8
15.6
14.6
17.8
15.4
21.5
19.6
15.3
19.4
17
15.6
13.1
41.3
24.3
23.3
27
50
50
50
22.7
25
50
23.8
23.8
22.3
17.4
19.1
23.1
23.6
22.6
29.4
23.2
24.6
29.9
37.2
39.8
36.2
37.9
32.5
26.4
29.6
50
32
29.8
34.9
37
30.5
36.4
31.1
29.1
50
33.3
30.3
34.6
34.9
32.9
24.1
42.3
48.5
50
22.6
24.4
22.5
24.4
20
21.7
19.3
22.4
28.1
23.7
25
23.3
28.7
21.5
23
26.7
21.7
27.5
30.1
44.8
50
37.6
31.6
46.7
31.5
24.3
31.7
41.7
48.3
29
24
25.1
31.5
23.7
23.3
22
20.1
22.2
23.7
17.6
18.5
24.3
20.5
24.5
26.2
24.4
24.8
29.6
42.8
21.9
20.9
44
50
36
30.1
33.8
43.1
48.8
31
36.5
22.8
30.7
50
43.5
20.7
21.1
25.2
24.4
35.2
32.4
32
33.2
33.1
29.1
35.1
45.4
35.4
46
50
32.2
22
20.1
23.2
22.3
24.8
28.5
37.3
27.9
23.9
21.7
28.6
27.1
20.3
22.5
29
24.8
22
26.4
33.1
36.1
28.4
33.4
28.2
22.8
20.3
16.1
22.1
19.4
21.6
23.8
16.2
17.8
19.8
23.1
21
23.8
23.1
20.4
18.5
25
24.6
23
22.2
19.3
22.6
19.8
17.1
19.4
22.2
20.7
21.1
19.5
18.5
20.6
19
18.7
32.7
16.5
23.9
31.2
17.5
17.2
23.1
24.5
26.6
22.9
24.1
18.6
30.1
18.2
20.6
17.8
21.7
22.7
22.6
25
19.9
20.8
16.8
21.9
27.5
21.9
23.1
50
50
50
50
50
13.8
13.8
15
13.9
13.3
13.1
10.2
10.4
10.9
11.3
12.3
8.8
7.2
10.5
7.4
10.2
11.5
15.1
23.2
9.7
13.8
12.7
13.1
12.5
8.5
5
6.3
5.6
7.2
12.1
8.3
8.5
5
11.9
27.9
17.2
27.5
15
17.2
17.9
16.3
7
7.2
7.5
10.4
8.8
8.4
16.7
14.2
20.8
13.4
11.7
8.3
10.2
10.9
11
9.5
14.5
14.1
16.1
14.3
11.7
13.4
9.6
8.7
8.4
12.8
10.5
17.1
18.4
15.4
10.8
11.8
14.9
12.6
14.1
13
13.4
15.2
16.1
17.8
14.9
14.1
12.7
13.5
14.9
20
16.4
17.7
19.5
20.2
21.4
19.9
19
19.1
19.1
20.1
19.9
19.6
23.2
29.8
13.8
13.3
16.7
12
14.6
21.4
23
23.7
25
21.8
20.6
21.2
19.1
20.6
15.2
7
8.1
13.6
20.1
21.8
24.5
23.1
19.7
18.3
21.2
17.5
16.8
22.4
20.6
23.9
22
11.9
506行1列のデータになっているようです。こちらは価格のようです。
今回の人工知能の目的はXのパラメータによってyの価格を予測しているようです。
Xの各行目の13個のパラメータでその行に応じたyの価格が求められるようにでき、Xのパラメータが価格にどう影響するのかも分かりそうですね。Xのいずれかのパラメータが変化したときの価格がどれくらい変化するかもできそうですね。(回帰とか重回帰の知識だけで推測)
とりあえず、データの中身となんとなくやることが分かりました。
train_test_splitを調べてみた
ライブラリの続きを見ていきましょう。次に以下のライブラリが何をやっているか見てみましょう。
from sklearn.model_selection import train_test_split
こちらのライブラリは以下のコードで使われています。
# データセットを訓練セットとテストセットに分割
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0)
train_test_splitはこちらが参考になりました。
Xとyをtest_sizeの割合で分割しているようです。今回は全体のデータ数(506個)に対して学習時に使うtrainを80%(404個)、検証時に使うtestを20%(102個)に分割しているようです。
random_stateは理解するのが難しいですが、ランダムで選択するのを固定化しているようです。とりあえず、おまじないと思っておきましょう(笑)。
trainデータとtestデータに分割することでこの人工知能の性能を確認できるようです。例えば、test_sizeの数字を変えてtrainデータの数が変わったことで性能が変化するかなどは試せそうですね。
StandardCalerを調べてみた
では、最後のライブラリを調べてみましょう。
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
このライブラリが使われているコードはこちらですね。
# データの標準化
scaler = StandardScaler()
X_train = scaler.fit_transform(X_train)
X_test = scaler.transform(X_test)
StanderdScalaerの解説はこちらが分かりやすかったです。
異なるパラメータでデータの幅を調整しているように見えます。実際に実行して確認してみましょう。
変換前と変換後のグラフを可視化します。
まずは返還前のヒストグラムから
次に変換後のヒストグラム
各グラフのタイトルはXのパラメータの種類名です。今回はpara1~13としました。
ヒストグラムの説明は不要だと思いますが、一応。縦軸は頻度で横軸の数字がどのくらいの個数があるかを示しています。そして横軸はそのパラメータの値です。
例えば、変換前のpara1は0付近のデータが約380個あるということを意味しています。
さて、変換前後での違いを見てみましょう。
変換前の横軸と変換後の横軸の値の範囲を見てみると、変換前の値の範囲は1桁のものがあったり、3桁のものがあったりと範囲が広いです。参考にサイトだと範囲の広い値を学習させると値の大きなものが重要視されてうまく学習できないと予測されます。
一方、変換後の横軸の値の範囲を見るとどのパラメータも1桁に納まっていますね。これだと学習がうまくいくんでしょう…(多分)。まだ確信が得られませんが感覚としてうまくいきそうです。
StanderdScalaerを検証してみた
試しにStanderdScalaer有り無しのTset lossの値で比較してみましょう。Test lossはtestデータでの本物のデータと予測したデータの差のようなものなので値が低ければ低いほど予測精度が高いとみなせるでしょう。
さて、StanderdScalaer無しの結果
Test loss: 43.78841018676758
StanderdScalaer有りの結果
Test loss: 22.001970291137695
お~StanderdScalaerが有るとTest lossが小さくなりました。
StanderdScalaerの重要性がなんとなく分かりました。
最後に
とりあえず、今回はこれで終わります。回帰のAIを見てきました。前回の数字判別のAIと大きく変わりませんが、数字の扱いが少し違うなと感じました。
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