BIL 416 Dördüncü Bölüm SINIFLANDIRMA YÖNTEMLERİ

Benzer belgeler
Eğitim seti (training set) sınıflandırma modelinin elde edileceği kayıtları içerir

Dr. Hidayet Takçı. Veri Madenciliği Dersi GYTE Dr. Hidayet Takçı 10/05/2008 1

Gözetimli & Gözetimsiz Öğrenme

Veri Madenciliği. Bölüm 5. Sınıflandırma 1. Doç. Dr. Suat Özdemir.

Regresyon ve Sınıflandırma

Web Madenciliği (Web Mining)

VERİ MADENCİLİĞİ (Karar Ağaçları ile Sınıflandırma) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

VERİ MADENCİLİĞİ (Karar Ağaçları ile Sınıflandırma) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

Dr. Hidayet Takçı. Veri Madenciliği Dersi GYTE Dr. Hidayet Takçı 10/05/2008 1

Web Madenciliği (Web Mining)

K En Yakın Komşu Methodu (KNearest Neighborhood)

VERİ MADENCİLİĞİ (Sınıflandırma Yöntemleri) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

127 - Twoing Algoritması ile Sınıflandırma Kalp Hastalığı Uygulaması MEHMET AKİF ERSOY ÜNİVERSİTESİ İLHAN UYSAL MEHMET BİLEN SAMİ ULUKUŞ

Hafta 05 - Karar Ağaçları/Kümeleme

Çok Yollu Ağaçlar: B*-Trees B*-Trees

BiL416 Hafta-1 Veri Madenciliği:Giriş

VERİ MADENCİLİĞİ (Kümeleme) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

VERİ MADENCİLİĞİ. Karar Ağacı Algoritmaları: SPRINT algoritması Öğr.Gör.İnan ÜNAL

Kümeler arası. Küme içi. uzaklıklar. maksimize edilir. minimize edilir

YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#9: ÖĞRENME VE SINIFLANDIRMA

Dr. Hidayet Takçı. Veri Madenciliği Dersi G Y T E Dr. Hidayet Takçı 10/05/2008 1

Büyük Veri İçin İstatistiksel Öğrenme (Statistical Learning for Big Data)

KARAR AĞAÇLARI SÜMEYYE ÖZKAN BAHAR BAKAR İZEL KOLCU

Veri ve Metin Madenciliği

Veri ve Metin Madenciliği. Zehra

Ağaç (Tree) Veri Modeli

Web Madenciliği (Web Mining)

DOSYA ORGANİZASYONU. Ağaç Yapıları ÖZLEM AYDIN TRAKYA ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Max - Min Heap Tree (Max ve Min Yığıt Ağaçları) Veri Yapıları ve Algoritmalar 2 - Mustafa EGE Ders Notları

Karar Ağaçları Destekli Vadeli Mevduat Analizi

Week 9: Trees 1. TREE KAVRAMI 3. İKİLİ AĞAÇ DİZİLİMİ 4. İKİLİ ARAMA AĞACI 2. İKİLİ AĞAÇ VE SUNUMU > =

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#9: AÇGÖZLÜ ALGORİTMALAR

Algoritmalar. Sıralama Problemi ve Analizi. Bahar 2017 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Uzaktan Algılama Teknolojileri

Veri Madenciliği Karar Ağacı Oluşturma

Görüntü Segmentasyonu (Bölütleme)

Makine Öğrenmesi 2. hafta

2. Oracle Data Miner İle Örnek Bir Veri Madenciliği Çalışması

TEMEL İSTATİSTİKİ KAVRAMLAR YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM ÇÜTCÜ

Veri Madenciliği. Bölüm 6. Sınıflandırma 2. Doç. Dr. Suat Özdemir.

Konular VERİ MADENCİLİĞİ. Örnek Tabanlı Yöntemler. En Yakın Komşu Sınıflandırıcı. En Yakın Komşu Yöntemi. Farklı Sınıflandırma Yöntemleri

tree) nedir? Karar Ağacı (Decision Decisiontree

VERİ MADENCİLİĞİ (Veri Önişleme-1) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

Konular VERİ MADENCİLİĞİ. Örnek Tabanlı Yöntemler. En Yakın Komşu Sınıflandırıcı. En Yakın Komşu Yöntemi. Farklı Sınıflandırma Yöntemleri

Algoritmalar. Heap Sort. Bahar 2017 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Veri Madenciliği - Giriş. Erdem Alparslan

Görüntü Segmentasyonu (Bölütleme) Dijital Görüntü İşleme Fevzi Karslı, KTÜ Segmentasyon, görüntüyü aynı cinsten obje ve bölgelere ayırmaktır.

Çok Yollu Ağaçlar (Multi-Way Trees)

BÖLÜM III: Şebeke Modelleri. Şebeke Kavramları. Şebeke Kavramları. Şebeke Kavramları. Yönlü Şebeke (Directed Network) Dal / ok

Veri madenciliği yöntemleri

Karar Ağaçları Destekli Vadeli Mevduat Analizi. Bank Deposit Analysis Based on Decision Tree

bitık MOBİL TİCARET UYGULAMASI ABDULLAH ÇİÇEKCİ

Veri Modelleri. Ağaç Veri Modeli. Ağaç Veri Modeli

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER Bilgisayar Mühendisliği

Makine Öğrenmesi 3. hafta

Hafta 03/04 - Uzaklık/Benzerlik - En Yakın Komşular - Karar Ağaçları

Karar Ağacı Öğrenmesi(Decision Tree Learning)

BIP116-H14-1 BTP104-H014-1

Graf Veri Modeli. Düğümler kümesi. Kenarlar kümesi

Çok fazla bilgiden gizli kalmış örüntüleri ortaya çıkarma sürecine Veri Madenciliği denir.

Veri Madenciliği. Bölüm 6. Sınıflandırma 2

İSTATİSTİK. Bölüm 1 Giriş. Ankara Üniversitesi SBF İstatistik 1 Ders Notları Prof. Dr. Onur Özsoy 4/4/2018

3.Hafta Master Teorem ve Böl-Fethet Metodu

Copyright 2004 Pearson Education, Inc. Slide 1

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#2: ALGORİTMA ANALİZİ

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#3: ALGORİTMA ANALİZİ#2

10.Hafta Minimum kapsayan ağaçlar Minimum spanning trees (MST)

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#6: AZALT VE FETHET YÖNTEMİ

Algoritmalar. Arama Problemi ve Analizi. Bahar 2016 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Akademik Rapor Hazırlama ve Yazışma Teknikleri

METASEZGİSEL YÖNTEMLER

TANIMLAYICI İSTATİSTİKLER

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Veri Tabanı, Veri Ambarı, Veri Madenciliği. Veri Madenciliği Uygulama Alanları

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-5 Bilgili Arama Yöntemleri. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Tanımlayıcı İstatistikler. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN

3.2. Raster Veriler. Satırlar. Sütunlar. Piksel/hücre büyüklüğü

Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi. Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-3 Durum Uzayında Arama. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Uzaktan Algılama Uygulamaları

Algoritmalar. Doğrusal Zamanda Sıralama. Bahar 2017 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Dr. Hidayet Takçı. Veri Madencilii Dersi G Y T E Dr. Hidayet Takçı 10/05/2008 1

2.1 Gri Düzey Eş Oluşum Matrisi ( GLCM) Gri düzey eş oluşum matrisi Haralick tarafından öne sürülmüştür [1]. Đstatistiksel doku analizi yöntemidir.

K-En Yakın Komşu Algoritması Parametrelerinin Sınıflandırma Performansı Üzerine Etkisinin İncelenmesi

Algoritma Analizi. Özelliklerinin analizi Algoritmanın çalışma zamanı Hafızada kapladığı alan

C++ Dersi: Nesne Tabanlı Programlama 2. Baskı

Algoritmalar. İkili Arama Ağaçları. Bahar 2016 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 10 Graf Veri Modeli. Mustafa Kemal Üniversitesi

Eğiticili (supervised) öğrenme: Sınıflandırma (classification) Sınıf sayısı ve bir grup örneğin hangi sınıfa ait olduğu bilinir

Naive Bayes Yöntemi ile Spam Mail Teşhisi Kübra KURNAZ

Merkezi Yığılma ve Dağılım Ölçüleri

DENEY 4: SERİ VE PARALEL REZONANS DEVRELERİ

YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#10: KÜMELEME

ÇOK KRİTERLİ KARAR VERME TEKNİKLERİ. Dersin Amacı Çok Kriterli Karar Verme Yaklaşımının Genel Yapısı. Dr.Öğr.Üyesi Gökçe BAYSAL TÜRKÖLMEZ

T.C. ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOİSTATİSTİK ANABİLİM DALI. BiR UYGULAMA YÜKSEK LİSANS TEZİ HÜLYA YILMAZ

BÜYÜK VERI UYGULAMALARı DERS 5-6. Doç. Dr. Yuriy Mishchenko

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 9 Ağaç Veri Modeli ve Uygulaması. Mustafa Kemal Üniversitesi

Genel olarak test istatistikleri. Merkezi Eğilim (Yığılma) Ölçüleri Dağılım (Yayılma) Ölçüleri. olmak üzere 2 grupta incelenebilir.

Birliktelik Kuralları Analizi. Yard. Doç. Dr. Derya BİRANT Prof. Dr. Alp KUT

KABA KÜME TEORİSİ (Rough Set Theory) Dr. Sedat TELÇEKEN

Transkript:

BIL 416 Dördüncü Bölüm SINIFLANDIRMA YÖNTEMLERİ karar ağaçları ve model değerlendirme

Sınıflandırma : Tanım Eğitim seti (training set) sınıflandırma modelinin elde edileceği kayıtları içerir Eğitim setindeki her kayıt bir tanesi sınıf (class) özniteliği olan özniteliklerden oluşur. Sınıflandırma modeli, diğer özniteliklerin değerleri ile sınıf (class) özniteliğinin bulunduğu fonksiyondur. Hedef: Yeni kayıtların doğru şekilde daha önceden belirlenmiş sınıflara atanmasıdır. Bir test kümesi modelin doğruluğunu belirlemek için kullanılır. Genellikle, veri seti eğitim ve test setlerine bölünür, eğitim seti ile model inşa edilirken test seti model doğrulama için kullanılır.

10 10 Sınıflandırma Görevinin Görselleştirilmesi Tid Attrib1 Attrib2 Attrib3 Class 1 Yes Large 125K No 2 No Medium 100K No 3 No Small 70K No 4 Yes Medium 120K No 5 No Large 95K Yes 6 No Medium 60K No 7 Yes Large 220K No 8 No Small 85K Yes 9 No Medium 75K No Learn Model 10 No Small 90K Yes Tid Attrib1 Attrib2 Attrib3 Class Apply Model 11 No Small 55K? 12 Yes Medium 80K? 13 Yes Large 110K? 14 No Small 95K? 15 No Large 67K?

Sınıflandırma Örnekleri Tümör hücrelerinin iyi veya kötü huylu olarak tahmin edilmesi Kredi kartı işlemlerinin yasal veya hileli olarak sınıflandırılması Yeni hikayelerin finans, hava durumu, eğlence, spor vs. şeklinde kategorilere ayrılması

Sınıflandırma Teknikleri Karar ağacı tabanlı yöntemler K -en yakın komşu yöntemi

10 Bir Karar Ağacı Örneği categorical Tid Refund Marital Status categorical continuous Taxable Income Cheat class Özniteliklerin bölünmesi 1 Yes Single 125K No 2 No Married 100K No 3 No Single 70K No Yes Refund No 4 Yes Married 120K No 5 No Divorced 95K Yes 6 No Married 60K No 7 Yes Divorced 220K No 8 No Single 85K Yes MarSt Single, Divorced TaxInc < 80K > 80K Married 9 No Married 75K No 10 No Single 90K Yes YES Eğitim verisi Model: Karar ağacı

10 Karar Ağacı için Bir Diğer Örnek categorical Tid Refund Marital Status categorical Taxable Income continuous 1 Yes Single 125K No 2 No Married 100K No 3 No Single 70K No 4 Yes Married 120K No Cheat 5 No Divorced 95K Yes 6 No Married 60K No 7 Yes Divorced 220K No 8 No Single 85K Yes 9 No Married 75K No 10 No Single 90K Yes class Married MarSt Yes Single, Divorced Refund No TaxInc < 80K > 80K YES Aynı veriyi uydurmak için birden fazla ağaç kullanılabilir.

10 10 Karar Ağacı Sınıflandırma Görevi Tid Attrib1 Attrib2 Attrib3 Class 1 Yes Large 125K No 2 No Medium 100K No 3 No Small 70K No 4 Yes Medium 120K No 5 No Large 95K Yes 6 No Medium 60K No 7 Yes Large 220K No 8 No Small 85K Yes 9 No Medium 75K No Learn Model 10 No Small 90K Yes Tid Attrib1 Attrib2 Attrib3 Class 11 No Small 55K? 12 Yes Medium 80K? 13 Yes Large 110K? 14 No Small 95K? 15 No Large 67K? Apply Model Decision Tree

1 0 Modelin Test Verisine Uygulanması Ağacın kökünden başlayın Test verisi Refund Marital Status Taxable Income Cheat Refund No Married 80K? Yes No MarSt Single, Divorced Married TaxInc < 80K > 80K YES

1 0 Modelin Test Verisine Uygulanması Test Verisi Refund Marital Status Taxable Income Cheat Yes Refund No No Married 80K? MarSt Single, Divorced Married TaxInc < 80K > 80K YES

1 0 Modelin Test Verisine Uygulanması Test Verisi Refund Marital Status Taxable Income Cheat Yes Refund No No Married 80K? MarSt Single, Divorced Married TaxInc < 80K > 80K YES

1 0 Modelin Test Verisine Uygulanması Test Verisi Refund Marital Status Taxable Income Cheat Yes Refund No No Married 80K? MarSt Single, Divorced Married TaxInc < 80K > 80K YES

1 0 Modelin Test Verisine Uygulanması Test Verisi Refund Marital Status Taxable Income Cheat Yes Refund No No Married 80K? MarSt Single, Divorced Married TaxInc < 80K > 80K YES

1 0 Modelin Test Verisine Uygulanması Test Verisi Refund Marital Status Taxable Income Cheat Refund No Married 80K? Yes No MarSt Single, Divorced Married Cheat bilgisi No olarak atanır. TaxInc < 80K > 80K YES

Karar Ağacı Tümevarımı Birçok algoritma vardır: Hunt salgorithm (en eski- sadece bu gosterilecek) CART ID3, C4.5 SLIQ,SPRINT

1 0 Hunt s Algoritması için Genel Yapı D t bir t düğümünde bulunan eğitim kayıtlarının bir kümesi olsun Genel prosedür: Eğer D t aynı sınıfa (y t sınıfı) ait kayıtları içeriyorsa, t bir yaprak düğümdür ve y t olarak etiketlenir. Eğer D t bir boş kümeyse, t bir yaprak düğümdür ve geçerli sınıf tarafından etiketlenir, y d Eğer D t birden fazla sınıfa ait kayıtlar içeriyorsa, veriyi daha küçük alt kümelere bölmek için bir başka öznitelik kullanılır. Her bir alt küme için bu işlem özyineli olarak devam eder. Tid Refund Marital Status Taxable Income 1 Yes Single 125K No 2 No Married 100K No 3 No Single 70K No 4 Yes Married 120K No Cheat 5 No Divorced 95K Yes 6 No Married 60K No 7 Yes Divorced 220K No 8 No Single 85K Yes 9 No Married 75K No 10 No Single 90K Yes? D t

10 Hunt s Algoritması Tid Refund Marital Status Taxable Income Cheat 1 Yes Single 125K No Hileci değil Yes Hileci değil Refund No Hileci değil 2 No Married 100K No 3 No Single 70K No 4 Yes Married 120K No 5 No Divorced 95K Yes 6 No Married 60K No 7 Yes Divorced 220K No Yes Refund No Yes Refund No 8 No Single 85K Yes 9 No Married 75K No 10 No Single 90K Yes Hileci değil Single, Divorced Hileci Marital Status Married Hileci değil Hileci değil Single, Divorced Taxable Income Marital Status Married Hileci değil < 80K >= 80K Hileci değil Hileci

Bölünme Şekilleri 2-yollu bölünme Çok yollu bölünme

Nominal Özniteliklere Dayalı Olarak Bölünme Çok yollu bölünme: farklı değerler için birçok bölünme kullanılır. Aile ArabaTipi Spor Lüks İkili bölünme: değerler iki altkümeye bölünür. En uygun bölünmeyi bulmaya ihtiyaç vardır. {Spor, Lüks} ArabaTipi {Aile} veya {Aile, Lüks} ArabaTipi {Spor}

Ordinal Özniteliklere Dayalı Olarak Bölünme Çok yollu bölünme: farklı değerler için birçok bölünme kullanılır. Küçük Orta Boyut Büyük İkili bölünme: değerler iki altkümeye bölünür. En uygun bölünmeyi bulmaya ihtiyaç vardır {küçük, orta} Boyut {büyük} veya {orta, büyük} Boyut {küçük} {küçük, büyük} Bu bölünme ne ile ilgilidir? Boyut {orta}

Sürekli Özniteliklere Dayalı Olarak Bölünme Farklı yolları vardır sıralı bir kategorik öznitelik formuna ayrıklaştırma Statik başlangıçta ayrıklaştırma bir defaya mahsus olmak üzere yapılır Dinamik aralıklar eşit aralık demetleme ile bulunabilir (eşit frekans demetleme veya kümeleme). İkili karar: (A < v) veya (A v) olası bölünmelerin hepsi varsayılır ve en iyi dilim bulunur daha yoğun hesaplama gerekebilir

Sürekli Özniteliklere Dayalı Olarak Bölünme

En İyi Bölünme Nasıl Belirlenir? Bölünme öncesi : 10 kayıt class 0 10 kayıt class 1 Hangi test şartı en iyidir? Class 0 : bayanlar class 1: erkekler olabilir.

En İyi Bölünme Nasıl Belirlenir? Greedy yaklaşımı: Homojen sınıf dağılımına sahip düğümler tercih edilir Düğüm katışıklılığının (impurity) ölçümü bir ihtiyaçtır : Katışıklılık derecesi yüksek Katışıklılık derecesi düşük

Düğüm Homojenliğinin Ölçümü Gini Index

Homojenliğinin Ölçümü: GINI Verilen bir t düğümü için Gini Index : GINI( t) = 1 j [ p( j t)] 2 (T: p( j t) t düğümündeki j sınıfına ait bağıl olasılıktır). Maksimum (1-1/n c ), kayıtların bütün sınıflar arasında eşit olarak dağılması durumudur. (n c: sınıf adedi) Minimum (0.0) bütün kayıtların bir sınıfa ait olması durumudur C1 0 C2 6 Gini=0.000 C1 1 C2 5 Gini=0.278 C1 2 C2 4 Gini=0.444 C1 3 C2 3 Gini=0.500

GINI Hesaplama için Örnekler GINI( t) = 1 j [ p( j t)] 2 C1 0 C2 6 P(C1) = 0/6 = 0 P(C2) = 6/6 = 1 Gini = 1 P(C1) 2 P(C2) 2 = 1 0 1 = 0 C1 1 C2 5 P(C1) = 1/6 P(C2) = 5/6 Gini = 1 (1/6) 2 (5/6) 2 = 0.278 C1 2 C2 4 P(C1) = 2/6 P(C2) = 4/6 Gini = 1 (2/6) 2 (4/6) 2 = 0.444

GINI tabanlı Bölünme C-RT, SLIQ, SPRINT; GINI tabanlı bölünme kullanılır Bir p düğümü k parçaya bölüneceği zaman bölünme kalitesi şöyle hesaplanır, GINI split = k i= 1 n i n GINI ( i) formülde, n i = child i üzerindeki kayıt adedi, n = p düğümündeki kayıtların adedi.

İkili Öznitelikler : GINI Index Hesabı Kayıtlar iki parçaya bölünür Ağırlıkların etkisi hesaba katılır: Daha büyük ve katışık olmayan parçalar görülür. Gini(N1) = 1 (5/7) 2 (2/7) 2 = 0.408 Gini(N2) = 1 (1/5) 2 (4/5) 2 = 0.320 B? Yes No Node N1 Node N2 N1 N2 C1 5 1 C2 2 4 Gini=0.371 Parent C1 6 C2 6 Gini = 0.500 Gini(Children) = 7/12 * 0.408 + 5/12 * 0.320 = 0.371

Aşağıdaki Bölümlemelerden hangisi daha iyi? GINI indeks kullanarak hesaplayınız. Marital Status Marital Status {Single, Divorced} {Married} {Single} {Married,divorced}

Veri Madenciliği Ödev 2

Karar Ağacı tabanlı sınıflandırma Avantajları: İnşa edilmesi kolaydır Bilinmeyen kayıtların sınıflandırılmasında son derece hızlıdır Küçük boyutlu ağaçları yorumlamak kolaydır Birçok basit veri seti için diğer sınıflandırma teknikleri ile karar ağacı yöntemi doğruluk açısından karşılaştırılabilir.

Model Değerlendirme Performans değerlendirme ölçümleri Bir modelin performansını nasıl değerlendiririz? Performans değerlendirme yöntemleri Güvenilir tahminleri nasıl elde ederiz? Model karşılaştırma yöntemleri Kazanan modeller arasında bağıl performansı nasıl karşılaştırırız?

Performans Değerlendirme için Ölçümler Bir modelin tahminsel yetenekleri: Sınıflandırma veya model inşasının ne kadar hızlı yapıldığı, ölçeklenebilirliği v.s. Karıştırma (confusion) Matrisi : TAHMİN EDİLEN SINIF Class=Yes Class=No a: TP (true positive) GERÇEK SINIF Class=Yes Class=No a c b d b: FN (false negative) c: FP (false positive) d: TN (true negative)

Performans Değerlendirme için Ölçümler TAHMİN EDİLEN SINIF Class=Yes Class=No GERÇEK SINIF Class=Yes Class=No a (TP) c (FP) b (FN) d (TN) En çok kullanılan ölçüm: Accuracy = a a + b + + d c + d = TP TP + TN + TN + FP + FN

Örnek