Основы машинного обучения

Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Chris Holdgraf

Fellow, Berkeley Institute for Data Science

Всегда начинайте с изучения данных

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]]) 
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Всегда начинайте с изучения данных

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
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Всегда визуализируйте данные

Убедитесь, что данные выглядят так, как ожидалось.

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

# Using pandas
fig, ax = plt.subplots()
df.plot(..., ax=ax)
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Scikit-learn

Scikit-learn — наиболее популярная библиотека машинного обучения для Python

from sklearn.svm import LinearSVC
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Подготовка данных для scikit-learn

  • scikit-learn ожидает данные определённой структуры:

    (samples, features)

  • Данные должны быть не менее чем двумерными

  • Первое измерение должно соответствовать наблюдениям

Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Если данные имеют неправильную форму

  • Если оси переставлены:
array.T.shape
(10, 3)
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Если данные имеют неправильную форму

  • Если оси не хватает, используйте .reshape():
array.shape
(10,)
array.reshape(-1, 1).shape
(10, 1)
  • -1 автоматически заполняет ось оставшимися значениями
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Обучение модели с помощью 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)

Обычно y имеет форму (samples, 1)

Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Анализ модели

# There is one coefficient per input feature
model.coef_
array([[ 0.69417875, -0.5289162 ]])
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Получение предсказаний модели

# Generate predictions
predictions = model.predict(X_test)
Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Давайте потренируемся!

Машинное обучение для данных временных рядов на Python

Preparing Video For Download...