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ルールベースから機械学習への道 公開用
- 1. ルールベースから 機械学習への道 2015-09-16 サイボウズラボ 西尾泰和 このスライドはサイボウズ社内の機械学習勉強会で話した内容から 社内のデータなどのスライドを削除して再構成したものです。
- 3. 「ルール」とは 将来的にいろいろな抽象化がされるが 今のところは「TrueかFalseを返すコード」 と思っていい。 3 if (これはルール) { … } def foo(x): … return True return False # これもルール *.py[cod] *$py.class *.so env/ .eggs/ 正規表現の羅列もルール
- 7. andとorの別表現 7
- 9. あいまいさの表現 「ルールx1, x2, x3…は時々誤爆するから 単体ではあんまり信用出来ないけど、 3個以上Trueになってる時はTrueを返したい」 ＝ Σ(xi) > 2.5 これを論理式で書こうとするとめんどくさい。 シンプルに表現できる表現方法を使うことで 思考を節約する。 9
- 10. もっと複雑なケース 10
- 11. 例1 一部信用出来ないルール 「ルールx1, x2, …は十分信用できるので どれか一つがTrueならTrueを返していいけど ルールx5, x6, …はn個以上Trueじゃないと 信用出来ない」 これのシンプルな例としてx1 or (x2 and x3)を考 える。x1は単体で信用できるが、x2とx3信頼出来 ないので両方Trueの時だけにしたい。 11
- 12. x1を2倍する 12
- 14. 例2 例外があるルール 「ルールx1, x2…のどれかがTrueならTrueを返す ただし例外としてルールx5がTrueの時を除く」 これのシンプルな形として(x1 or x2) and (not x3) を考える。x3がTrueの場合を例外として、x1かx2 がTrueならTrueを返す。 14
- 16. x3を-2倍してみる 16
- 18. 例3 もっと複雑なルール Q: 任意の論理式が重み付き和の方法で表現できる？ →YesともNoとも言える、ちょっと補足が必要。 例として x1 xor x2 = (x1 or x2) and not (x1 and x2) を考えてみよう。 18
- 20. ルールを追加する たとえば新しくx3というルールを追加する x3 = x1 and x2 そうすると x1 xor x2 = (x1 or x2) and not (x1 and x2) = (x1 or x2) and (not x3) これは例2と同じになる。 20
- 23. 重みをどうやって決めるのか？ 1. とりあえず全部1にする （今「全部and」や「全部or」なら 良くはなっても悪くはならない） 2. 手で適当に指定する （このルールは誤爆多いから信用出来ない とか書いた人がわかっているケース） 3. 重みを機械的に決める ＝機械学習 23
- 28. 重みの調整の例 1. 正解はFなのにTと予測した 2. つまりΣの結果が大きすぎる 3. wi * xi が大きいiについて wiをちょっと減らす 28 雑な方法だけど これでもちゃんと学習する
- 29. 元祖人工ニューロン 1943年、McCullochとPittsが神経細胞の振る舞い にヒントを得て論理計算が可能なモデルを提案* それは「入力に重みを付けて足しあわせ、閾値を 超えたら1の出力を出す」というものだった。 つまりここまで「重み付き和の方法」と呼んでき たものは実は「McCulloch&Pitts型人工ニューロ ン」(MCP)だった。 29 * ‘A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity’
- 34. 実際の流れ 3. とりあえず適当にXXXっぽいキーワードで検索 して眺めた 4. XXXっぽい発言がたくさんあるスレッドを発見 したのでファイルに書き出した 5. それを眺めながら適当にルールを書いた 34
- 40. 正解データを読んでLRを学習 40 file_yes = codecs.open(‘XXX.txt', 'r', 'utf-8') file_no = codecs.open('not_XXX.txt', 'r', 'utf-8') xs = [] ys = [] for line in file_yes: line = preprocess(line) xs.append(make_feature_vector(line)) ys.append(1) for line in file_no: line = preprocess(line) xs.append(make_feature_vector(line)) ys.append(0) from sklearn.linear_model import LogisticRegression model = LogisticRegression() model.fit(xs, ys)
- 41. 特徴ベクトルの作り方 41 from rules import rules def make_feature_vector(s): fv = [] for f in rules: rs = f(s) if rs: fv.append(1) else: fv.append(0) return fv
- 42. 能動学習 10. 正解を教えてないデータについて、ロジス ティック回帰で予測をさせて、確率が0.5に近い 順に表示させてみた（つまり現状の教師データで はTかFか判断がつかないものを表示） 11. 0.5に近い順に1行ずつ表示して、僕が対話的 にy/nを入力し、教師データに追加するようにし た 12. 眺めながら、場合によってはルールのほうを 追加した 42
- 43. 例 （削除されました） 43
- 44. 対話的に学習データを追加 44 unknown = codecs.open(‘SOMETHING.txt', 'r', 'utf-8') buf = [] for line in unknown: s = preprocess(line) v = make_feature_vector(s) score = model.predict_proba(v)[0][1] buf.append((abs(0.5 - score), score, s, line)) buf.sort() for _dum, score, s, line in buf: print u"{:.2f}".format(score), print line.strip() yn = raw_input('y/n?>') if yn == 'y': codecs.open(‘XXX.txt', 'a', 'utf-8').write(line) elif yn == 'n': codecs.open('not_XXX.txt', 'a', 'utf-8').write(line) else: print 'passed'