Podstawy uczenia maszynowego

Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Chris Holdgraf

Fellow, Berkeley Institute for Data Science

Zawsze zacznij od analizy danych

array.shape
(10, 5)
array[:3]
array([[ 0.735528  ,  1.00122818, -0.28315978],
       [-0.94478393,  0.18658748, -0.00241224],
       [-0.74822942, -1.46636618,  0.69835096]]) 
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Zawsze zacznij od analizy danych

df.head()
       col1      col2      col3
0  0.735528  1.001228 -0.283160
1 -0.944784  0.186587 -0.002412
2 -0.748229 -1.466366  0.698351
3  1.038589 -0.171248  0.831457
4 -0.161904  0.003972 -0.321933
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Zawsze wizualizuj dane

Upewnij się, że dane wyglądają zgodnie z oczekiwaniami.

# Using matplotlib
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(...)

# Using pandas
fig, ax = plt.subplots()
df.plot(..., ax=ax)
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Scikit-learn

Scikit-learn to najpopularniejsza biblioteka uczenia maszynowego w Pythonie

from sklearn.svm import LinearSVC
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Przygotowanie danych dla scikit-learn

  • scikit-learn wymaga określonej struktury danych:

    (samples, features)

  • Dane muszą być co najmniej dwuwymiarowe

  • Pierwszy wymiar musi odpowiadać próbkom

Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Nieprawidłowy kształt danych

  • Jeśli osie są zamienione:
array.T.shape
(10, 3)
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Nieprawidłowy kształt danych

  • Jeśli brakuje osi, użyj .reshape():
array.shape
(10,)
array.reshape(-1, 1).shape
(10, 1)
  • -1 automatycznie wypełni oś pozostałymi wartościami
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Dopasowywanie modelu w scikit-learn

# Import a support vector classifier
from sklearn.svm import LinearSVC

# Instantiate this model
model = LinearSVC()

# Fit the model on some data
model.fit(X, y)

y ma zazwyczaj kształt (samples, 1)

Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Analiza modelu

# There is one coefficient per input feature
model.coef_
array([[ 0.69417875, -0.5289162 ]])
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Generowanie predykcji

# Generate predictions
predictions = model.predict(X_test)
Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Czas na ćwiczenia!

Uczenie maszynowe dla danych szeregów czasowych w Pythonie

Preparing Video For Download...