Кодирование категориальных данных с помощью обучения с учителем

Конструирование признаков в R

Jorge Zazueta

Research Professor and Head of the Modeling Group at the School of Economics, UASLP

Введение в кодирование с учителем

Кодирование с учителем использует значения целевой переменной для получения числовых признаков из номинальных предикторов.

Введение в кодирование с учителем

Некоторые функции кодирования с учителем из пакета embed

Функция	Описание
step_lencode_glm()	Применяет кодирование правдоподобием для преобразования номинального предиктора в набор оценок на основе обобщённой линейной модели.
step_lencode_bayes()	Применяет байесовское кодирование правдоподобием для преобразования номинального предиктора в набор оценок на основе обобщённой линейной модели, оцениваемой байесовским методом.
step_lencode_mixed()	Преобразует номинальные предикторы в набор оценок на основе обобщённой линейной смешанной модели.

Предсказание успеха заявки на грант

Задача — предсказать успех заявки на грант только на основе кода спонсора.

lr_model <- logistic_reg() # declare model

lr_recipe_glm <- # Set recipe glm
  recipe(class ~ sponsor_code, 
         data = grants_train) %>%
  step_lencode_glm(sponsor_code, 
                   # Declare outcome variable
                   outcome = vars(class))

lr_workflow_glm <- # Create Workflow
  workflow() %>%
  add_model(lr_model) %>%
  add_recipe(lr_recipe_glm)

Сводка рабочего процесса

lr_workflow_glm

-- Workflow ------------------------------------
Preprocessor: Recipe
Model: logistic_reg()

-- Preprocessor --------------------------------
1 Recipe Step

- step_lencode_glm()

-- Model --------------------------------------
Logistic Regression Model Specification (classification)

Computational engine: glm

Обучение, дополнение и оценка

Обучаем модель и оцениваем её качество

lr_fit_glm <- # Fit
  lr_workflow_glm %>%
  fit(grants_train)

lr_aug_glm <- # Augment
  lr_fit_glm %>%
  augment(grants_test)

glm_model <- lr_aug_glm %>% # Assess
  class_evaluate(truth = class,
                 estimate = .pred_class,
                 .pred_successful)

Результаты сохранены в glm_model

glm_model

# A tibble: 2 × 3
  .metric  .estimator .estimate
  <chr>    <chr>          <dbl>
1 accuracy binary         0.728
2 roc_auc  binary         0.684

Объединение моделей

Строим bayes_model и mixed_model, чтобы сравнить качество соответствующих методов.

# Define model names
model <- c("glm", "glm",
           "bayes","bayes",
           "mixed", "mixed")
# Bind models in a tibble
models <- 
bind_rows(glm_model,
          bayes_model,
          mixed_model)%>%
  add_column(model = model)%>%
  select(-.estimator) %>%
  spread(model,.estimate)

Удобная таблица результатов

models

# A tibble: 2 × 4
  .metric  bayes   glm mixed
  <chr>    <dbl> <dbl> <dbl>
1 accuracy 0.718 0.728 0.720
2 roc_auc  0.686 0.684 0.682

Визуализация результатов

Визуализируем результаты на диаграмме параллельных координат из пакета Gally.

# Libraries
library(GGally)

# Parallel coordinates chart
ggparcoord(models,
           columns = 2:4, 
           groupColumn = 1,
           scale="globalminmax",
           showPoints = TRUE)

Диаграмма параллельных координат для accuracy и roc_auc по всем моделям.

Диаграмма параллельных координат для accuracy и roc_auc по всем моделям.

Давайте потренируемся!

Конструирование признаков в R