Автоматическое машинное обучение с H2O

Настройка гиперпараметров в R

Dr. Shirin Elsinghorst

Senior Data Scientist

Автоматическое машинное обучение (AutoML)

  • Автоматический подбор алгоритмов и гиперпараметров

 

  • AutoML делает настройку и оптимизацию моделей быстрее и проще

 

  • AutoML требует лишь набор данных, целевую переменную и ограничение по времени или числу моделей
Настройка гиперпараметров в R

AutoML в H2O

AutoML сравнивает

  • Обобщённая линейная модель (GLM)
  • (Распределённый) случайный лес (DRF)
  • Сверхслучайные деревья (XRT)
  • Экстремальный градиентный бустинг (XGBoost)
  • Машины градиентного бустинга (GBM)
  • Глубокое обучение (полносвязная многослойная нейронная сеть)
  • Стекированные ансамбли (из всех моделей и лучших в каждом семействе)
Настройка гиперпараметров в R

Гиперпараметры GBM

  • histogram_type
  • ntrees
  • max_depth
  • min_rows
  • learn_rate
  • sample_rate
  • col_sample_rate
  • col_sample_rate_per_tree
  • min_split_improvement

Гиперпараметры глубокого обучения

  • epochs
  • adaptivate_rate
  • activation
  • rho
  • epsilon
  • input_dropout_ratio
  • hidden
  • hidden_dropout_ratios
Настройка гиперпараметров в R
# Using h2o.automl function
automl_model <- h2o.automl(x = x, y = y,
                           training_frame = train,
                           validation_frame = valid,
                           max_runtime_secs = 60,
                           sort_metric = "logloss",
                           seed = 42)
  • возвращает таблицу лидеров всех моделей, ранжированных по выбранной метрике (здесь «logloss»)
Slot "leader":
Model Details:
==============

H2OMultinomialModel: gbm
Model Summary: 
 number_of_trees number_of_internal_trees model_size_in_bytes min_depth
             189                      567               65728         1
 max_depth mean_depth min_leaves max_leaves mean_leaves
         5    2.96649          2          6     4.20988
Настройка гиперпараметров в R

Просмотр таблицы лидеров AutoML

lb <- automl_model@leaderboard
                                    model_id mean_per_class_error
1  GBM_grid_0_AutoML_20181029_144443_model_6           0.01851852
2 GBM_grid_0_AutoML_20181029_144443_model_30           0.02777778
3 GBM_grid_0_AutoML_20181029_144443_model_18           0.02777778
4  GBM_grid_0_AutoML_20181029_144443_model_9           0.03703704
  • По умолчанию таблица лидеров рассчитывается на основе 5-кратной кросс-валидации.

https://docs.h2o.ai/h2o/latest-stable/h2o-docs/automl.html

Настройка гиперпараметров в R

Извлечение моделей из таблицы лидеров AutoML

# List all models by model id
model_ids <- as.data.frame(lb)$model_id
 [1] "GBM_grid_0_AutoML_20181029_144443_model_6"       
 [3] "GBM_grid_0_AutoML_20181029_144443_model_18"         
[19] "XRT_0_AutoML_20181029_144443"
[20] "DRF_0_AutoML_20181029_144443"            
[24] "DeepLearning_0_AutoML_20181029_144443"                        
[41] "StackedEnsemble_BestOfFamily_0_AutoML_20181029_144443" 
[42] "StackedEnsemble_AllModels_0_AutoML_20181029_144443" 
# Get the best model
aml_leader <- automl_model@leader
  • aml_leader — это обычный объект модели H2O, и с ним можно работать соответствующим образом!
Настройка гиперпараметров в R

Давайте потренируемся!

Настройка гиперпараметров в R

Preparing Video For Download...