如何選取機器學習演算法- Azure Machine Learning - Microsoft ...
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參數數目; 特徵數目. 精確度. 機器學習正確性是以整體案例中結果為真的比例,來衡量模型的效能。
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如何選取AzureMachineLearning的演算法
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04/27/2022
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常見的問題是:「我應該使用哪一種機器學習演算法?」您所選取的演算法主要取決於資料科學案例的兩個不同層面:
您要如何處理資料?具體而言,您想從過去的資料學習,以解決的業務問題是什麼?
您的資料科學案例有哪些需求?具體而言,您的解決方案所支援的正確性、定型時間、線性、參數數目和特徵數目為何?
商務案例和機器學習演算法速查表
機器學習演算法速查表可協助您進行首個考量:您要如何處理資料?在機器學習演算法速查表上,尋找您想要執行的工作,然後尋找預測性分析解決方案的AzureMachineLearning設計工具演算法。
AzureMachineLearning設計工具提供完整的演算法組合,例如多類別決策樹系、建議系統、神經網路迴歸、多元神經網路,以及K-Means叢集。
每種演算法皆是設計用來處理不同類型的機器學習問題。
如需完整清單、每種演算法的運作方式,以及如何微調參數將演算法最佳化的相關文件,請參閱AzureMachineLearning設計工具演算法和元件參考。
注意
在此下載小祕技:機器學習服務演算法小祕技(11x17英吋)
除了AzureMachineLearning演算法速查表中的指導,也請記住在為解決方案選擇機器學習演算法時的其他需求。
以下是要考慮的其他因素,例如正確性、定型時間、線性、參數數目和特徵數目。
機器學習演算法的比較
有些學習演算法會對資料結構或想要的結果做出特定假設。
如果可以找到符合需求的假設,您就能獲得更實用的結果、更精確的預測或更快的定型時間。
下表摘要說明來自分類、迴歸和叢集系列的一些最重要演算法特性:
演算法
精確度
定型時間
線性
參數
注意事項
分類系列
二元羅吉斯迴歸
好
快速
Yes
4
二元決策樹系
非常好
中
No
5
顯示較慢的評分時間。
建議不要使用「一對多」多元分類,因為在累積的樹狀結構預測中,執行緒鎖定會造成評分時間較慢
二元促進式決策樹
非常好
中
No
6
高記憶體使用量
二元神經網路
好
中
No
8
二元平均感知器
好
中
Yes
4
二元支援向量機器
好
快速
Yes
5
適用於大型特徵集
多元羅吉斯迴歸
好
快速
Yes
4
多元決策樹系
非常好
中
No
5
顯示較慢的評分時間
多元促進式決策樹
非常好
中
No
6
通常會減少涵蓋範圍,藉由承擔小型風險來改善精確度
多元神經網路
好
中
No
8
「一對多」多元分類
-
-
-
-
請參閱選取的兩個類別方法的屬性
迴歸系列
線性迴歸
好
快速
Yes
4
決策樹系迴歸
非常好
中
No
5
促進式決策樹迴歸
非常好
中
No
6
高記憶體使用量
神經網路迴歸
好
中
No
8
叢集系列
K-Means叢集
非常好
中
Yes
8
叢集演算法
資料科學案例的需求
在您知道要如何處理資料後,就須要判斷解決方案的其他需求。
進行下列需求的選擇和其可能帶來的取捨:
精確度
定型時間
線性
參數數目
特徵數目
精確度
機器學習正確性是以整體案例中結果為真的比例,來衡量模型的效能。
在機器學習表設計工具中,評估模型元件會計算一組業界標準的評估計量。
您可使用此元件測量已定型模型的正確性。
您不一定需要取得最準確的答案。
視您的用途而定,有時候近似值便已足夠。
如果是這樣,您就能採用近似法,並大幅縮短處理時間。
近似法也可能避免過度學習。
使用[評估模型]元件的方式有三種:
產生定型資料的分數以評估模型
產生模型分數,但會與保留的測試集進行比較
使用相同的資料集,比較兩個不同但相關模型的分數
如需可用來評估機器學習模型正確性的計量和方法完整清單,請參閱〈評估模型元件〉。
定型時間
在監督式學習中,定型表示使用歷程記錄資料來建置機器學習模型,以將錯誤降至最低。
定型出一個模型可能需要幾分鐘或幾小時,這在各個演算法間有很大的差異。
定型時間通常取決於正確性,這兩者的關係密不可分。
此外,有些演算法對資料點的數目較為敏感。
由於具有時間限制,因此您可以選擇特定的演算法,尤其是當資料集很大時。
在機器學習設計工具中,建立和使用機器學習模型通常是三步驟的流程:
選擇特定類型的演算法並定義其參數或超參數來設定模型。
提供已標示且資料與演算法相容的資料集。
將資料和模型都連線至[定型模型]元件。
定型完成之後,請使用定型的模型搭配其中一個評分元件,以針對新資料進行預測。
線性
統計資料和機器學習中的線性,表示資料集內的變數和常數之間有線性關聯性。
例如,線性分類演算法會假設可以用直線(或較高維度類比)來分隔類別。
許多機器學習演算法都會使用線性。
在AzureMachineLearning設計工具中,它們包含:
多元羅吉斯迴歸
二元羅吉斯迴歸
支援向量機器
線性迴歸演算法會假設資料趨勢依循著一條直線。
對某些問題來說這種假設並沒有錯,但對其他問題來說則會降低正確性。
儘管有其缺點,線性演算法也是最常見的首要策略。
這種演算法定型起來通常又快又簡單。
非線性類別界限:仰賴線性分類演算法會造成低正確性的結果。
具有非線性趨勢的資料:使用線性迴歸方法會產生較大且不必要的誤差。
參數數目
參數是資料科學家在設定演算法時的必經之路。
參數就是會影響演算法行為的數值,例如容錯或反覆運算次數,或是演算法運作方式的變化選項。
定型時間和演算法的正確性,有時很容易會因為設定是否正確而受到影響。
一般而言,具有大量參數的演算法需要最多次的反覆試驗,才能找出良好的組合。
或者,機器學習設計工具中有調整模型超參數元件:此元件的目標是要判斷機器學習模型的最佳超參數。
此元件會使用不同的設定組合來建置和測試多個模型。
其會比較所有模型的計量,以取得設定的組合。
雖然這是確保定義生成參數空間的好方法,但定型模型時所需的時間會依參數數目而呈指數增加。
一般而言,具有許多參數的優點是可讓演算法有更大的彈性。
若您可以找到正確的參數設定組合,通常可以達到非常好的正確性。
特徵數目
在機器學習中,特徵是您所嘗試分析之現象的可量化變數。
就特定的資料類型而言,可能會有比資料點數目更龐大的特徵數目。
基因學或文字資料通常屬於這種情況。
大量的特徵可能會拖累部分學習演算法,讓定型時間長到無法作業。
支援向量機器特別適用於具有大量特徵的案例。
基於這個理由,許多應用程式都採用這個方式,從資訊擷取到文字和影像分類皆然。
支援向量機器可用於分類和迴歸工作。
特徵選取是指在指定的輸出中,將統計測試套用至輸入的流程。
其目標在於判斷輸出中的哪些資料行較具有預測性。
機器學習設計工具中的「以篩選為基礎的特徵選取元件」提供多種特徵選取演算法可供選擇。
此元件包含相互關聯方法,例如皮耳森相互關聯和卡方值。
您也可以使用排列特徵重要性元件,來計算資料集的一組特徵重要性分數。
然後您可以利用這些分數,協助您判斷要在模型中使用的最佳特徵。
後續步驟
深入瞭解AzureMachineLearning設計工具
如需AzureMachineLearning設計工具中可用的所有機器學習演算法說明,請參閱機器學習設計工具演算法和元件參考
如要探索深度學習、機器學習和AI之間的關聯性,請參閱深度學習與機器學習
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