ランダムフォレストモデルの構築とチューニング

Tidyverse で学ぶ Machine Learning

Dmitriy (Dima) Gorenshteyn

Lead Data Scientist, Memorial Sloan Kettering Cancer Center

交差検証のパフォーマンス

線形回帰モデル

検証用平均絶対誤差:

1.5 年

別のモデル

ランダムフォレストの利点

非線形関係を扱える
交互作用を扱える

ランダムフォレストの基本ツール

モデル

rf_model <- ranger(formula = ___, data = ___, seed = ___)

予測

prediction <- predict(rf_model, new_data)$predictions

基本的なランダムフォレストモデルの構築

library(ranger)
cv_models_rf <- cv_data %>% 
 mutate(model = map(train, ~ranger(formula = life_expectancy~., 
                                    data = .x, seed = 42)))

cv_prep_rf <- cv_models_rf %>% 
 mutate(validate_predicted = map2(model, validate, 
                                  ~predict(.x, .y)$predictions))

ranger のハイパーパラメータ

モデル

rf_model <- ranger(formula, data, seed, mtry, num.trees)

ハイパーパラメータ

名前	範囲	デフォルト
mtry	$1:number\ of\ features$	$\sqrt{number\ of\ feat}$
num.trees	$1:\infty$	$500$

ハイパーパラメータのチューニング

cv_tune <- cv_data %>% 
  crossing(mtry = 1:5)

cv_tune

# A tibble: 25 x 5
   splits       id    train                validate            mtry
   <list>       <chr> <list>               <list>             <int>
 1 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     1
 2 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     2
 3 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     3
 4 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     4
 5 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     5
 6 <S3: rsplit> Fold2 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     1
 7 <S3: rsplit> Fold2 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [601 × 7]>     2

ハイパーパラメータのチューニング

cv_model_tunerf <- cv_tune %>% 
  mutate(model = map2(train, mtry, ~ranger(formula = life_expectancy~., 
                                           data = .x, mtry = .y)))

cv_model_tunerf

# A tibble: 25 x 6
   splits       id    train                validate      mtry  model       
 * <list>       <chr> <list>               <list>        <int> <list>      
 1 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   1    <S3: ranger>
 2 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   2    <S3: ranger>
 3 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   3    <S3: ranger>
 4 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   4    <S3: ranger>
 5 <S3: rsplit> Fold1 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   5    <S3: ranger>
 6 <S3: rsplit> Fold2 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   1    <S3: ranger>
 7 <S3: rsplit> Fold2 <tibble [2,402 × 7]> <tibble [60…   2    <S3: ranger>

練習しましょう！

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