Ccmmutty logo
Commutty IT
・5 min read

数行のコードで機械学習ができる PyCaret のチュートリアルを試してみた 多クラス分類

pythonPyCaret
https://cdn.magicode.io/media/notebox/f63a8f90-91e2-4370-9655-7a2860368830.jpeg

PyCaret とは

PyCaret is an open-source, low-code machine learning library in Python that automates machine learning workflows. https://pycaret.org/
と公式に記載あるように、わずかなコード量で実装できる Python の機械学習のライブラリです。
いくつかの主要な手法を比較してくれるなど本当に便利でびっくりです。
今回は、 PyCaret の多クラス分類のチュートリアルに沿ってiris (アヤメ)の品種分類を試してみたいと思います。

多クラス分類のチュートリアル

PyCaret のインストール

python
pip install pycaret
Collecting pycaret
Downloading pycaret-2.3.10-py3-none-any.whl (320 kB) [?25l |█ | 10 kB 14.9 MB/s eta 0:00:01 |██ | 20 kB 16.9 MB/s eta 0:00:01 |███ | 30 kB 16.7 MB/s eta 0:00:01 |████ | 40 kB 11.1 MB/s eta 0:00:01 |█████▏ | 51 kB 6.6 MB/s eta 0:00:01 |██████▏ | 61 kB 7.7 MB/s eta 0:00:01 |███████▏ | 71 kB 7.7 MB/s eta 0:00:01 |████████▏ | 81 kB 7.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████▏ | 92 kB 7.9 MB/s eta 0:00:01 |██████████▎ | 102 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████▎ | 112 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████▎ | 122 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████▎ | 133 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████▎ | 143 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████▍ | 153 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████▍ | 163 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████▍ | 174 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████▍ | 184 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████▍ | 194 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████▌ | 204 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████▌ | 215 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████▌ | 225 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████▌ | 235 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▋ | 245 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████▋ | 256 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████▋ | 266 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▋ | 276 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████▋ | 286 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████████▊ | 296 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▊ | 307 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████████▊| 317 kB 8.2 MB/s eta 0:00:01
|████████████████████████████████| 320 kB 8.2 MB/s [?25h
Collecting pyyaml<6.0.0
Downloading PyYAML-5.4.1-cp37-cp37m-manylinux1_x86_64.whl (636 kB) [?25l |▌ | 10 kB 30.0 MB/s eta 0:00:01 |█ | 20 kB 35.6 MB/s eta 0:00:01 |█▌ | 30 kB 43.7 MB/s eta 0:00:01 |██ | 40 kB 49.1 MB/s eta 0:00:01 |██▋ | 51 kB 52.9 MB/s eta 0:00:01 |███ | 61 kB 57.4 MB/s eta 0:00:01 |███▋ | 71 kB 60.3 MB/s eta 0:00:01 |████▏ | 81 kB 44.1 MB/s eta 0:00:01 |████▋ | 92 kB 46.7 MB/s eta 0:00:01 |█████▏ | 102 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████▋ | 112 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████▏ | 122 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████▊ | 133 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████▏ | 143 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████▊ | 153 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████▎ | 163 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████▊ | 174 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████▎ | 184 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████▉ | 194 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████▎ | 204 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████▉ | 215 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████▎ | 225 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████▉ | 235 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████▍ | 245 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████▉ | 256 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████▍ | 266 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████ | 276 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████▍ | 286 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████ | 296 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████▍ | 307 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████ | 317 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████▌ | 327 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████ | 337 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████▌ | 348 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████ | 358 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████▌ | 368 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████ | 378 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████▋ | 389 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████ | 399 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████▋ | 409 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████ | 419 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████▋ | 430 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████▏ | 440 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████▋ | 450 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████▏ | 460 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████▊ | 471 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▏ | 481 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▊ | 491 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████▏ | 501 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████▊ | 512 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████▎ | 522 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████▊ | 532 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▎ | 542 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▉ | 552 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████▎ | 563 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████▉ | 573 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████████▍ | 583 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████████▉ | 593 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▍ | 604 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▉ | 614 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████████▍| 624 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████████| 634 kB 45.7 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████████| 636 kB 45.7 MB/s [?25h
Collecting pyod Downloading pyod-1.0.0.tar.gz (118 kB) [?25l |██▊ | 10 kB 35.4 MB/s eta 0:00:01 |█████▌ | 20 kB 42.1 MB/s eta 0:00:01 |████████▎ | 30 kB 51.6 MB/s eta 0:00:01 |███████████ | 40 kB 57.7 MB/s eta 0:00:01 |█████████████▉ | 51 kB 62.4 MB/s eta 0:00:01 |████████████████▌ | 61 kB 68.0 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████▎ | 71 kB 62.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████ | 81 kB 54.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▉ | 92 kB 58.1 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▋ | 102 kB 60.0 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▍ | 112 kB 60.0 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████████| 118 kB 60.0 MB/s [?25h
Preparing metadata (setup.py) ... [?25l
-
 done [?25h
Collecting scikit-plot Downloading scikit_plot-0.3.7-py3-none-any.whl (33 kB)
Collecting textblob Downloading textblob-0.17.1-py2.py3-none-any.whl (636 kB) [?25l |▌ | 10 kB 34.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 20 kB 40.8 MB/s eta 0:00:01 |█▌ | 30 kB 50.9 MB/s eta 0:00:01 |██ | 40 kB 58.2 MB/s eta 0:00:01 |██▋ | 51 kB 61.0 MB/s eta 0:00:01 |███ | 61 kB 66.0 MB/s eta 0:00:01 |███▋ | 71 kB 65.0 MB/s eta 0:00:01 |████▏ | 81 kB 54.7 MB/s eta 0:00:01 |████▋ | 92 kB 57.1 MB/s eta 0:00:01 |█████▏ | 102 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████▋ | 112 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████▏ | 122 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████▊ | 133 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████▏ | 143 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████▊ | 153 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████▎ | 163 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████▊ | 174 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████▎ | 184 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████▊ | 194 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01
|██████████▎ | 204 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████▉ | 215 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████▎ | 225 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████▉ | 235 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████▍ | 245 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████▉ | 256 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████▍ | 266 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████ | 276 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████▍ | 286 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████ | 296 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████▍ | 307 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████ | 317 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████▌ | 327 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████ | 337 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████▌ | 348 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████ | 358 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████▌ | 368 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████ | 378 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████▌ | 389 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████ | 399 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████▋ | 409 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████ | 419 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████▋ | 430 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████▏ | 440 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████▋ | 450 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████▏ | 460 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████▊ | 471 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▏ | 481 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▊ | 491 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████▏ | 501 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████▊ | 512 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████▎ | 522 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████▊ | 532 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▎ | 542 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▉ | 552 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████▎ | 563 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████▉ | 573 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████████▎ | 583 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████████▉ | 593 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▍ | 604 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▉ | 614 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████████▍| 624 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████████| 634 kB 55.2 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████████| 636 kB 55.2 MB/s [?25hRequirement already satisfied: IPython in /srv/conda/envs/notebook/lib/python3.7/site-packages (from pycaret) (7.31.1)
Collecting wordcloud Downloading wordcloud-1.8.1-cp37-cp37m-manylinux1_x86_64.whl (366 kB) [?25l |█ | 10 kB 37.4 MB/s eta 0:00:01 |█▉ | 20 kB 44.7 MB/s eta 0:00:01 |██▊ | 30 kB 54.4 MB/s eta 0:00:01 |███▋ | 40 kB 60.0 MB/s eta 0:00:01 |████▌ | 51 kB 65.0 MB/s eta 0:00:01 |█████▍ | 61 kB 70.9 MB/s eta 0:00:01 |██████▎ | 71 kB 74.8 MB/s eta 0:00:01 |███████▏ | 81 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████ | 92 kB 59.1 MB/s eta 0:00:01 |█████████ | 102 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |█████████▉ | 112 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████▊ | 122 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |███████████▋ | 133 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████▌ | 143 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |█████████████▍ | 153 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████▎ | 163 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |███████████████▏ | 174 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████████ | 184 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████ | 194 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████ | 204 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████▉ | 215 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████▊ | 225 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████▋ | 235 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████▌ | 245 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████▍ | 256 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████▎ | 266 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████▏ | 276 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████ | 286 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████ | 296 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████▉ | 307 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████▊ | 317 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████▋ | 327 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |█████████████████████████████▌ | 337 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |██████████████████████████████▍ | 348 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |███████████████████████████████▎| 358 kB 56.8 MB/s eta 0:00:01 |████████████████████████████████| 366 kB 56.8 MB/s [?25h
Collecting mlflow Downloading mlflow-1.25.1-py3-none-any.whl (16.8 MB) [?25l | | 10 kB 37.5 MB/s eta 0:00:01 | | 20 kB 44.9 MB/s eta 0:00:01 | | 30 kB 55.4 MB/s eta 0:00:01 | | 40 kB 60.7 MB/s eta 0:00:01 | | 51 kB 65.6 MB/s eta 0:00:01 |▏ | 61 kB 71.7 MB/s eta 0:00:01 |▏ | 71 kB 67.1 MB/s eta 0:00:01 |▏ | 81 kB 57.7 MB/s eta 0:00:01 |▏ | 92 kB 60.8 MB/s eta 0:00:01 |▏ | 102 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▏ | 112 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▎ | 122 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▎ | 133 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▎ | 143 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▎ | 153 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▎ | 163 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▎ | 174 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▍ | 184 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▍ | 194 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▍ | 204 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▍ | 215 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▍ | 225 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▌ | 235 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▌ | 245 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▌ | 256 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▌ | 266 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▌ | 276 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▌ | 286 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▋ | 296 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▋ | 307 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▋ | 317 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▋ | 327 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▋ | 337 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▋ | 348 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▊ | 358 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▊ | 368 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▊ | 378 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▊ | 389 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▊ | 399 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▉ | 409 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▉ | 419 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▉ | 430 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▉ | 440 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▉ | 450 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |▉ | 460 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 471 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 481 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 491 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 501 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 512 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 522 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 532 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 542 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 552 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 563 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█ | 573 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▏ | 583 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▏ | 593 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▏ | 604 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▏ | 614 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▏ | 624 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▏ | 634 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▎ | 645 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▎ | 655 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▎ | 665 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▎ | 675 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▎ | 686 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▎ | 696 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▍ | 706 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▍ | 716 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▍ | 727 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▍ | 737 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 |█▍ | 747 kB 51.9 MB/s eta 0:00:01 too many strings
一応 Colab mode を有効にします。
python
from pycaret.utils import enable_colab
enable_colab()
Colab mode enabled.

データの取得

用意されている iris のデータを取得していきます。
python
from pycaret.datasets import get_data
dataset = get_data('iris')
sepal_length sepal_width petal_length petal_width species
0 5.1 3.5 1.4 0.2 Iris-setosa
1 4.9 3.0 1.4 0.2 Iris-setosa
2 4.7 3.2 1.3 0.2 Iris-setosa
3 4.6 3.1 1.5 0.2 Iris-setosa
4 5.0 3.6 1.4 0.2 Iris-setosa
説明変数のがく片の長さと幅、花びらの長さと幅、予測対象の品種のデータセットを取得できました。
取得したデータセットをモデル作成用( data )と予測用( data_unseen )とに9:1に分けます。
python
data = dataset.sample(frac=0.9, random_state=786)
data_unseen = dataset.drop(data.index)

data.reset_index(drop=True, inplace=True)
data_unseen.reset_index(drop=True, inplace=True)

print('Data for Modeling: ' + str(data.shape))
print('Unseen Data For Predictions: ' + str(data_unseen.shape))
Data for Modeling: (135, 5) Unseen Data For Predictions: (15, 5)

前処理

setup() を使って前処理をします。
予測対象の品種を target = 'species' として指定します。
実行すると、投入したデータの型のチェックを自動で実施してくれます。
問題なければ、カーソルをあわせ、 Enter を押します。
python
from pycaret.classification import *
exp_mclf101 = setup(data = data, target = 'species', session_id=123)
Description Value
0 session_id 123
1 Target species
2 Target Type Multiclass
3 Label Encoded Iris-setosa: 0, Iris-versicolor: 1, Iris-virginica: 2
4 Original Data (135, 5)
5 Missing Values False
6 Numeric Features 4
7 Categorical Features 0
8 Ordinal Features False
9 High Cardinality Features False
10 High Cardinality Method None
11 Transformed Train Set (94, 4)
12 Transformed Test Set (41, 4)
13 Shuffle Train-Test True
14 Stratify Train-Test False
15 Fold Generator StratifiedKFold
16 Fold Number 10
17 CPU Jobs -1
18 Use GPU False
19 Log Experiment False
20 Experiment Name clf-default-name
21 USI caab
22 Imputation Type simple
23 Iterative Imputation Iteration None
24 Numeric Imputer mean
25 Iterative Imputation Numeric Model None
26 Categorical Imputer constant
27 Iterative Imputation Categorical Model None
28 Unknown Categoricals Handling least_frequent
29 Normalize False
30 Normalize Method None
31 Transformation False
32 Transformation Method None
33 PCA False
34 PCA Method None
35 PCA Components None
36 Ignore Low Variance False
37 Combine Rare Levels False
38 Rare Level Threshold None
39 Numeric Binning False
40 Remove Outliers False
41 Outliers Threshold None
42 Remove Multicollinearity False
43 Multicollinearity Threshold None
44 Remove Perfect Collinearity True
45 Clustering False
46 Clustering Iteration None
47 Polynomial Features False
48 Polynomial Degree None
49 Trignometry Features False
50 Polynomial Threshold None
51 Group Features False
52 Feature Selection False
53 Feature Selection Method classic
54 Features Selection Threshold None
55 Feature Interaction False
56 Feature Ratio False
57 Interaction Threshold None
58 Fix Imbalance False
59 Fix Imbalance Method SMOTE
Target や Target Type、Train/Test Set の shape を表示してくれます。
詳細はここでは割愛します。

モデルの比較

setup の次は、主要なモデルのパフォーマンスを比較していきます。
python
best = compare_models()
Model Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC TT (Sec)
lda Linear Discriminant Analysis 0.9678 0.9963 0.9667 0.9758 0.9669 0.9515 0.9560 0.0100
nb Naive Bayes 0.9578 0.9897 0.9556 0.9713 0.9546 0.9364 0.9442 0.0090
qda Quadratic Discriminant Analysis 0.9567 1.0000 0.9556 0.9708 0.9533 0.9348 0.9433 0.0100
lr Logistic Regression 0.9478 0.9963 0.9444 0.9638 0.9444 0.9212 0.9304 0.2640
knn K Neighbors Classifier 0.9467 0.9926 0.9444 0.9630 0.9432 0.9197 0.9291 0.1190
lightgbm Light Gradient Boosting Machine 0.9456 0.9852 0.9444 0.9625 0.9419 0.9182 0.9282 0.0290
ada Ada Boost Classifier 0.9256 0.9809 0.9222 0.9505 0.9194 0.8879 0.9026 0.0620
gbc Gradient Boosting Classifier 0.9256 0.9815 0.9222 0.9505 0.9194 0.8879 0.9026 0.1270
et Extra Trees Classifier 0.9256 0.9926 0.9222 0.9505 0.9194 0.8879 0.9026 0.4650
dt Decision Tree Classifier 0.9144 0.9369 0.9111 0.9366 0.9086 0.8712 0.8843 0.0100
rf Random Forest Classifier 0.9144 0.9852 0.9111 0.9305 0.9101 0.8712 0.8813 0.5310
svm SVM - Linear Kernel 0.8522 0.0000 0.8361 0.8261 0.8197 0.7755 0.8099 0.0640
ridge Ridge Classifier 0.8300 0.0000 0.8222 0.8544 0.8178 0.7433 0.7648 0.0080
dummy Dummy Classifier 0.3822 0.5000 0.3333 0.1480 0.2128 0.0000 0.0000 0.0070
主要なモデルの各スコア( average Accuracy, Recall, Precision, F1, Kappa, and MCC accross the folds ) を表示してくれます。
一行のコードで、いたせりつくせりですね。便利。

モデルの作成

create_model() を使ってモデルを作っていきます。 ここでは、Logistic Regression ('lr') でモデルを作成してきます。
python
lr = create_model('lr')
Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC
Fold
0 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
1 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
2 0.9000 1.0000 0.8889 0.9250 0.8971 0.8485 0.8616
3 0.8000 1.0000 0.7778 0.8800 0.7750 0.6970 0.7435
4 0.8889 0.9630 0.8889 0.9167 0.8857 0.8333 0.8492
5 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
6 0.8889 1.0000 0.8889 0.9167 0.8857 0.8333 0.8492
7 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
8 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
9 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
Mean 0.9478 0.9963 0.9444 0.9638 0.9444 0.9212 0.9304
Std 0.0689 0.0111 0.0745 0.0456 0.0751 0.1041 0.0905
python
#trained model object is stored in the variable 'lr'. 
print(lr)
LogisticRegression(C=1.0, class_weight=None, dual=False, fit_intercept=True, intercept_scaling=1, l1_ratio=None, max_iter=1000, multi_class='auto', n_jobs=None, penalty='l2', random_state=123, solver='lbfgs', tol=0.0001, verbose=0, warm_start=False)

モデルのチューニング

tune_model() を使い、ハイパーパラメータチューニングを実施します。
手法は Random Grid Search とのことです。また、 Accuracy を optimize するとのことです。
python
tuned_lr = tune_model(lr)
Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC
Fold
0 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
1 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
2 0.9000 1.0000 0.8889 0.9250 0.8971 0.8485 0.8616
3 0.8000 1.0000 0.7778 0.8800 0.7750 0.6970 0.7435
4 0.8889 1.0000 0.8889 0.9167 0.8857 0.8333 0.8492
5 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
6 0.8889 1.0000 0.8889 0.9167 0.8857 0.8333 0.8492
7 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
8 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
9 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
Mean 0.9478 1.0000 0.9444 0.9638 0.9444 0.9212 0.9304
Std 0.0689 0.0000 0.0745 0.0456 0.0751 0.1041 0.0905
python
#tuned model object is stored in the variable 'tuned_dt'. 
print(tuned_lr)
LogisticRegression(C=2.833, class_weight='balanced', dual=False, fit_intercept=True, intercept_scaling=1, l1_ratio=None, max_iter=1000, multi_class='auto', n_jobs=None, penalty='l2', random_state=123, solver='lbfgs', tol=0.0001, verbose=0, warm_start=False)
パラメータチューニングの次は、モデルをプロットしていきます。

モデルをプロット

plot_model() を使ってプロットしていきます。

Confusion Matrix

python
plot_model(tuned_lr, plot = 'confusion_matrix')
findfont: Font family ['sans-serif'] not found. Falling back to DejaVu Sans.
findfont: Font family ['sans-serif'] not found. Falling back to DejaVu Sans.
findfont: Font family ['sans-serif'] not found. Falling back to DejaVu Sans.
<Figure size 576x396 with 1 Axes>

Classification Report

python
plot_model(tuned_lr, plot = 'class_report')
findfont: Font family ['sans-serif'] not found. Falling back to DejaVu Sans.
<Figure size 576x396 with 2 Axes>

Decision Boundary Plot

python
plot_model(tuned_lr, plot='boundary')
<Figure size 576x396 with 1 Axes>

Prediction Error Plot

python
plot_model(tuned_lr, plot = 'error')
<Figure size 576x396 with 1 Axes>

evaluate_model()

evaluate_model() を使うとユーザーインターフェースでプロットを見ることができます。
python
evaluate_model(tuned_lr)
Parameters
C 2.833
class_weight balanced
dual False
fit_intercept True
intercept_scaling 1
l1_ratio None
max_iter 1000
multi_class auto
n_jobs None
penalty l2
random_state 123
solver lbfgs
tol 0.0001
verbose 0
warm_start False
残念ながら magicode では、うまく表示できませんでしたが、 Colab では実施できました。 こちらの画像のように Plot Type を指定でき、この画像の例では Decision Tree を可視化したものです。

テストデータでの予測

Train Set で学習させたモデルを使い、Test Set で予測してみます。
python
predict_model(tuned_lr);
Model Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC
0 Logistic Regression 0.9512 1.0000 0.9556 0.9566 0.9509 0.9253 0.9287

デプロイに向けたモデルの仕上げ

finalize_model() を使いモデルを仕上げていきます。
テスト/ホールドアウトサンプルを含む完全なデータセットでモデルを学習させます。
python
final_lr = finalize_model(tuned_lr)
print(final_lr)
LogisticRegression(C=2.833, class_weight='balanced', dual=False, fit_intercept=True, intercept_scaling=1, l1_ratio=None, max_iter=1000, multi_class='auto', n_jobs=None, penalty='l2', random_state=123, solver='lbfgs', tol=0.0001, verbose=0, warm_start=False)
python
unseen_predictions = predict_model(final_knn, data=data_unseen)
unseen_predictions.head()
Model Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC
0 K Neighbors Classifier 0.0000 1.0000 0 0 0 0 0
sepal_length sepal_width petal_length petal_width species Label Score
0 5.4 3.9 1.7 0.4 Iris-setosa Iris-setosa 1.0000
1 5.4 3.4 1.7 0.2 Iris-setosa Iris-setosa 1.0000
2 5.1 3.3 1.7 0.5 Iris-setosa Iris-setosa 1.0000
3 4.8 3.1 1.6 0.2 Iris-setosa Iris-setosa 1.0000
4 6.9 3.1 4.9 1.5 Iris-versicolor Iris-versicolor 0.5455

予測用データでの予測

予測用に取っておいた( data_unseen )を使い予測します。
python
unseen_predictions = predict_model(final_lr, data=data_unseen)
unseen_predictions.head()
Model Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC
0 Logistic Regression 0.0000 1.0000 0 0 0 0 0
sepal_length sepal_width petal_length petal_width species Label Score
0 5.4 3.9 1.7 0.4 Iris-setosa Iris-setosa 0.9831
1 5.4 3.4 1.7 0.2 Iris-setosa Iris-setosa 0.9644
2 5.1 3.3 1.7 0.5 Iris-setosa Iris-setosa 0.9699
3 4.8 3.1 1.6 0.2 Iris-setosa Iris-setosa 0.9781
4 6.9 3.1 4.9 1.5 Iris-versicolor Iris-versicolor 0.8227
モデルを使った予測ができ、Label と Score が算出されているのが、わかるかと思います。

モデルの save と load

保存は save_model() を使い、 load は load_model() を使います。
python
save_model(final_lr,'Final lr Model')
Transformation Pipeline and Model Successfully Saved
(Pipeline(memory=None, steps=[('dtypes', DataTypes_Auto_infer(categorical_features=[], display_types=True, features_todrop=[], id_columns=[], ml_usecase='classification', numerical_features=[], target='species', time_features=[])), ('imputer', Simple_Imputer(categorical_strategy='not_available', fill_value_categorical=None, fill_value_numerical=None, numeric_stra... ('feature_select', 'passthrough'), ('fix_multi', 'passthrough'), ('dfs', 'passthrough'), ('pca', 'passthrough'), ['trained_model', LogisticRegression(C=2.833, class_weight='balanced', dual=False, fit_intercept=True, intercept_scaling=1, l1_ratio=None, max_iter=1000, multi_class='auto', n_jobs=None, penalty='l2', random_state=123, solver='lbfgs', tol=0.0001, verbose=0, warm_start=False)]], verbose=False), 'Final lr Model.pkl')
python
saved_final_lr = load_model('Final lr Model')
Transformation Pipeline and Model Successfully Loaded
save ＆ load したモデルを使って再度予測を実行してみます。
python
new_prediction = predict_model(saved_final_lr, data=data_unseen)
new_prediction.head()
Model Accuracy AUC Recall Prec. F1 Kappa MCC
0 Logistic Regression 0.0000 1.0000 0 0 0 0 0
sepal_length sepal_width petal_length petal_width species Label Score
0 5.4 3.9 1.7 0.4 Iris-setosa Iris-setosa 0.9831
1 5.4 3.4 1.7 0.2 Iris-setosa Iris-setosa 0.9644
2 5.1 3.3 1.7 0.5 Iris-setosa Iris-setosa 0.9699
3 4.8 3.1 1.6 0.2 Iris-setosa Iris-setosa 0.9781
4 6.9 3.1 4.9 1.5 Iris-versicolor Iris-versicolor 0.8227
無事、予測できていることがわかります。
以上、 PyCaret の多クラス分類のチュートリアルでした。
数行書くだけで機械学習できちゃうのは本当に便利ですね。

Discussion

コメントにはログインが必要です。