You can not select more than 25 topics Topics must start with a letter or number, can include dashes ('-') and can be up to 35 characters long.
ML-For-Beginners/translations/km/2-Regression/3-Linear
localizeflow[bot] 35dbfd7b5e
chore(i18n): sync translations with latest source changes (chunk 1/1, 4 changes)
4 months ago
..
solution chore(i18n): sync translations with latest source changes (chunk 1/1, 4 changes) 4 months ago
README.md chore(i18n): sync translations with latest source changes (chunk 1/1, 4 changes) 4 months ago
assignment.md chore(i18n): sync translations with latest source changes (chunk 2/2, 181 changes) 4 months ago
notebook.ipynb chore(i18n): sync translations with latest source changes (chunk 2/2, 181 changes) 4 months ago

README.md

បង្កើតម៉ូដែលកំណត់ត្រា regression ប្រើប្រាស់ Scikit-learn: regression ៤ របៀប

សម្គាល់សម្រាប់អ្នកចាប់ផ្ដើម

ការកំណត់ត្រា Linear regression ត្រូវបានប្រើពេលយើងចង់ទាយទោល តម្លៃជាលេខ (ឧទាហរណ៍, តម្លៃផ្ទះ, សីតុណ្ហភាព, ឬការលក់)។ វាធ្វើការដោយស្វែងរកខ្សែស្របមួយដែលតំណាងឱ្យទំនាក់ទំនងរវាងលក្ខណៈបញ្ចូល និងលទ្ធផលបានល្អបំផុត។

នៅក្នុងមេរៀននេះ យើងផ្តោតលើការយល់ដឹងពីគំនិតមុនពេលស្វែងយល់បច្ចេកទេស regression ដែលមានភាពស្មុគស្មាញជាងនេះ។ Linear vs polynomial regression infographic

រូបតំណាងដោយ Dasani Madipalli

តេស្តមុខមាត់មេរៀន

មេរៀននេះមានជាភាសា R ផងដែរ!

ការណែនាំ

រហូតដល់ពេលនេះ អ្នកបានស្វែងយល់អំពីអ្វីទៅជាកំណត់ត្រា regression ជាមួយទិន្នន័យគំរូពី dataset តម្លៃផ្លែគុជ ដែលយើងនឹងប្រើកន្លងមកក្នុងមេរៀននេះ។ អ្នកក៏បានបង្ហាញវាដោយប្រើ Matplotlib ផងដែរ។

ឥឡូវនេះ អ្នករួចរាល់ក្នុងការចូលដល់ regression ជ្រាលជ្រៅសម្រាប់ ML។ ខណៈពេលការបង្ហាញអនុញ្ញាតឲ្យអ្នកយល់ដឹងទិន្នន័យ កម្លាំងពិតរបស់ Machine Learning មកពី ការ​បណ្តុះបណ្តាលម៉ូដែល។ ម៉ូដែលទាំងនេះត្រូវបានបណ្តុះបណ្តាលលើទិន្នន័យប្រវត្តិ ដើម្បីចាប់យកក្បួនពាក់ព័ន្ធរវាងទិន្នន័យបានដោយស្វ័យប្រវត្តិ ហើយវាអនុញ្ញាតឲ្យអ្នកទាយទ្ឋានលទ្ធផលសម្រាប់ទិន្នន័យថ្មី ដែលម៉ូដែលមិនទាន់ឃើញពីមុន។

នៅក្នុងមេរៀននេះ អ្នកនឹងស្វែងយល់បន្ថែមពីប្រភេទនៃ regression ២ ប្រភេទ ៖ linear regression ជាមូលដ្ឋាន និង polynomial regression, រួមជាមួយគណិតវិទ្យាមួយចំនួននៅពីក្រោយបច្ចេកទេសទាំងនេះ។ ម៉ូដែលទាំងនេះនឹងអនុញ្ញាតឲ្យយើងទាយតម្លៃផ្លែគុជដោយផ្អែកលើទិន្នន័យបញ្ចូលដ៏ខុសគ្នា។

ML for beginners - Understanding Linear Regression

🎥 ចុចរូបភាពខាងលើសម្រាប់មើលវីដេអូសង្ខេបពី linear regression។

ក្នុងកម្រិតសិក្សាទាំងនេះ យើងសន្មតថាជំនាញគណិតវិទ្យាមិនខ្ពស់ ព្រមទាំងព្យាយាមធ្វើឲ្យវាអាចចូលដល់បានសម្រាប់សិស្សពីវិស័យផ្សេងៗ ដូច្នេះសូមមើលកំណត់សម្គាល់, 🧮 ការហៅ, រូបតំណាង និងឧបករណ៍រៀនផ្សេងទៀតសម្រាប់ជំនួយក្នុងការយល់ដឹង។

តម្រូវការមុន

អ្នកគួរតែលេខពេញចិត្តទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធទិន្នន័យផ្លែគុជដែលយើងកំពុងពិនិត្យ។ អ្នកអាចរកឃើញវាត្រូវបានបញ្ចូលរួច និងបានបើកស្អាតក្នុងឯកសារ notebook.ipynb របស់មេរៀននេះ។ ក្នុងឯកសារ តម្លៃផ្លែគុជត្រូវបានបង្ហាញជាតម្លៃភាគតំណាងមួយក្នុង DataFrame ថ្មី។ សូមប្រាកដថាអ្នកអាចរត់ notebooks ទាំងនេះនៅក្នុង kernel នៃ Visual Studio Code។

ការរៀបចំ

ដើម្បីរំលឹក អ្នកកំពុងផ្ទុកទិន្នន័យនេះដើម្បីសួរចំលើយពីវា។

  • ពេលណាជាពេលល្អបំផុតក្នុងការទិញផ្លែគុជ?
  • តម្លៃដែលខ្ញុំអាចរំពឹងទុក្ខប្រអប់ផ្លែគុជតូចមួយជាអ្វី?
  • តើខ្ញុំគួរទិញវានៅក្នុងធុងកន្លែងកន្លះបាសែល ឬប្រអប់ ១ ១/៩ បាសែល? យើងសូមបន្តស្រាវជ្រាវក្នុងទិន្នន័យនេះ។

ក្នុងមេរៀនមុន អ្នកបានបង្កើត DataFrame របស់ Pandas ហើយបញ្ចូលវាជាមួយផ្នែកមួយនៃ dataset ដើម បម្រែបម្រួលតម្លៃដោយបាសែល។ ប៉ុន្តែដោយធ្វើការនេះ អ្នកអាចទទួលបានតែប្រហែល៤០០ចំណុចទិន្នន័យ និងសម្រាប់ខែរដូវស្លឹកឈើជ្រុះតែប៉ុណ្ណោះ។

សូមមើលទៅទិន្នន័យដែលយើងបានបញ្ចូលរួចក្នុង notebook រួមជាមួយមេរៀននេះ។ ទិន្នន័យបានបញ្ចូលរួចហើយ និងមានការ scatterplot ដំបូងបង្ហាញតាមខែ។ ប្រហែលជាយើងអាចទទួលបានព័ត៌មានលម្អិតមួយចំនួនពីធម្មជាតិនៃទិន្នន័យដោយការសម្អាតវាបន្ថែមទៀត។

ខ្សែ regression ស្រប

ដូចដែលអ្នកបានរៀនក្នុងមេរៀនទី ១ គោលដៅនៃលំហាត់ linear regression គឺដើម្បីអាចគូសខ្សែដូចខាងក្រោម៖

  • បង្ហាញទំនាក់ទំនងអថេរ។ បង្ហាញទំនាក់ទំនងរវាងអថេរ
  • ធ្វើការទាយទោល។ ធ្វើការទាយទោលបានត្រឹមត្រូវលើទីតាំងនៃចំណុចទិន្នន័យថ្មីមួយ ទាក់ទងទៅខ្សែស្របនោះ។

វាមានទំាងជាគន្លងនៃ Least-Squares Regression ដើម្បីគូសខ្សែបែបនេះ។ ពាក្យ "Least-Squares" មានន័យថា ជំហាននៃការកាត់បន្ថយកំហុសសរុបនៅក្នុងម៉ូដែល។ សម្រាប់ចំណុចទិន្នន័យរាល់ចំណុច យើងវាស់ចម្ងាយបញ្ឈរ (ហៅថា residual) រវាងចំណុចពិត និងខ្សែ regression។

យើងធ្វើការ​លោតបន្ធោងចម្ងាយនេះសម្រាប់មូលហេតុសំខាន់ ២៖

  1. ទំហំជាងទិសដៅ៖ យើងចង់ចាត់ទុកកំហុស -៥ ដូចគ្នានឹងកំហុស +៥។ ការ​លោតបន្ធោងធ្វើឲ្យតម្លៃទាំងអស់ទៅជាអវិជ្ជមាន។

  2. ដាក់ពិន័យចំពោះចំណុចខុសប្លែក៖ ការលោតបន្ធោងធ្វើឲ្យកំហុសធំហើយមានទំងន់បន្ថែម ហើយជំរុញឲ្យខ្សែស្របនៅជិតចំណុចដែលឆ្ងាយ។

ក្រោយមក យើងនឹងបូករួមតម្លៃលោតបន្ធោងទាំងអស់ទាំងនេះ។គោលដៅរបស់យើងគឺរកឃើញខ្សែនូវកន្លែងដែលសរុបចុងក្រោយកើតមានតិចបំផុត (តម្លៃតិចបំផុតដែលអាចមាន)—អាស្រ័យពីឈ្មោះ "Least-Squares"។

🧮 បង្ហាញគណិតវិទ្យា

ខ្សែនេះហៅថា line of best fit អាចបង្ហាញដោយ សមីការ:

Y = a + bX

X គឺជា "អថេរពន្យល់"។ Y គឺជា "អថេរអាស្រ័យ"។ ចំហាយខ្សែគឺ b ហើយ a គឺជា y-intercept ដែលមានន័យថាតម្លៃ Y នៅពេល X = 0

calculate the slope

ជំហានដំបូង គណនាចំហាយ b។ រូបតំណាងដោយ Jen Looper

ក្នុងពាក្យផ្សេងៗ ហើយយោងទៅលើសំណួរដើមរបស់ទិន្នន័យផ្លែគុជ៖ "ទាយតម្លៃផ្លែគុជតាមបាសែលក្នុងមួយខែ", X នឹងបញ្ចេញតម្លៃតម្លៃ និង Y នឹងបញ្ចេញខែការលក់។

complete the equation

គណនាតម្លៃ Y។ បើអ្នកកំពុងបង់ប្រាក់ប្រហែល $4 វា​គួរតែជាខែមេសា! រូបតំណាងដោយ Jen Looper

គណិតវិទ្យាដែលគណនាចំពោះខ្សែនេះត្រូវបង្ហាញចំហាយខ្សែ ហើយវាក៏អាស្រ័យលើ intercept ឬទីតាំង Y នៅពេលដែល X = 0

អ្នកអាចមើលវិធីសាស្ត្រគណនាតម្លៃទាំងនេះក្រៅពី Math is Fun។ សូមទៅសំណេះសំណាល Least-squares calculator ដើម្បីមើលការប៉ះពាល់នៃតម្លៃចំនួនទៅលើខ្សែ។

ការចងក្រង

ពាក្យមួយទៀតដែលត្រូវយល់គឺ អនុផលចងក្រង (Correlation Coefficient) រវាងអថេរ X និង Y ប្រាប់។ ដោយប្រើ scatterplot អ្នកអាចឃើញអនុផលចងក្រងនេះបានរហ័ស។ ពេល scatterplot មានចំណុចកន្លងទៅតាមខ្សែស្រប មានអនុផលចងក្រងខ្ពស់ ប៉ុន្តែពេល scatterplot មានចំណុចចែកចាយជុំវិញលើទីលានសរុប មានអនុផលចងក្រងទាប។

ម៉ូដែល linear regression ដែលល្អ គឺម៉ូដែលមានអនុផលចងក្រងខ្ពស់ (ជិត 1 មិនមែន 0) ដោយប្រើវិធី Least-Squares Regression ជាមួយខ្សែ regression ។

រាជធានី notebook ដែលបញ្ជាក់មេរៀននេះ និងមើល scatterplot រវាង ខែក្រោមតម្លៃ។ តើទិន្នន័យដែលភ្ជាប់ខែក្រោមតម្លៃសម្រាប់ការលក់ផ្លែគុជមានអនុផលចងក្រងខ្ពស់ ឬទាប តាមការបកស្រាយរូបភាពរបស់អ្នក? តើវាប្រែប្រួលបើប្រើវាស់វែងលម្អិតជាងខែដូចជា ថ្ងៃឆ្នាំ (ជាចំនួនថ្ងៃចាប់ពីដើមឆ្នាំ)?

ក្នុងកូដខាងក្រោមវាយើងនឹងសន្មតថាយើងបានបន្ថែមសម្អាតទិន្នន័យ ហើយទទួលបាន DataFrame ឈ្មោះ new_pumpkins ដូចខាងក្រោម៖

ID Month DayOfYear Variety City Package Low Price High Price Price
70 9 267 PIE TYPE BALTIMORE 1 1/9 bushel cartons 15.0 15.0 13.636364
71 9 267 PIE TYPE BALTIMORE 1 1/9 bushel cartons 18.0 18.0 16.363636
72 10 274 PIE TYPE BALTIMORE 1 1/9 bushel cartons 18.0 18.0 16.363636
73 10 274 PIE TYPE BALTIMORE 1 1/9 bushel cartons 17.0 17.0 15.454545
74 10 281 PIE TYPE BALTIMORE 1 1/9 bushel cartons 15.0 15.0 13.636364

កូដសម្រាប់សម្អាតទិន្នន័យអាចរកបានក្នុង notebook.ipynb។ យើងបានអនុវត្តជំហានសម្អាតដដែលដូចមេរៀនមុន ហើយបានគណនាគូបន្ទាត់ DayOfYear ដោយប្រើនិយមន័យ​ខាងក្រោម៖

day_of_year = pd.to_datetime(pumpkins['Date']).apply(lambda dt: (dt-datetime(dt.year,1,1)).days)

ឥឡូវនេះដែលអ្នកមានការយល់ដឹងក្នងគណិតវិទ្យាក្រោយ linear regression យើងសាកល្បងបង្កើតម៉ូដែល Regression ដើម្បីមើលថាតើយើងអាចទាយថាតើកញ្ចប់ផ្លែគុជណាអាចមានតម្លៃល្អបំផុត។ មនុស្សដែលទិញផ្លែគុជសម្រាប់បរិវេទបុណ្យអាចចង់បានព័ត៌មាននេះដើម្បីអាចធ្វើអោយការទិញកញ្ចប់ផ្លែគុជមានប្រសិទ្ធភាពល្អបំផុតសម្រាប់បរិវេទ។

ការស្វែងរកការចងក្រង

ML for beginners - Looking for Correlation: The Key to Linear Regression

🎥 ចុចរូបភាពខាងលើសម្រាប់មើលវីដេអូសង្ខេបពីការស្វែងរកការចងក្រង។

ពីមេរៀនមុន អ្នកប្រហែលជាបានឃើញថាតម្លៃមធ្យមរបស់ខែផ្សេងៗមើលទៅដូចខាងក្រោម៖

Average price by month

វាសម្លឹងបង្ហាញថា គួរតែមានការចងក្រងខ្លះ ហើយយើងអាចព្យាយាមបណ្តុះម៉ូដែល linear regression ដើម្បីទាយទំនាក់ទំនងរវាង Month និង PriceDayOfYear និង Price។ នេះគឺជា scatter plot បង្ហាញទំនាក់ទំនងចុងក្រោយ៖

Scatter plot of Price vs. Day of Year

មកមើលថាតើមានការចងក្រងជាមួយ corr function មែនទេ៖

print(new_pumpkins['Month'].corr(new_pumpkins['Price']))
print(new_pumpkins['DayOfYear'].corr(new_pumpkins['Price']))

វាបង្ហាញថាការចងក្រងមានតិច (-0.15 សម្រាប់ Month និង -0.17 សម្រាប់ DayOfYear) ប៉ុន្តែអាចមានទំនាក់ទំនងសំខាន់ផ្សេងទៀត។ វា​បង្ហាញថាមានក្រុមតម្លៃផ្សេងៗដែលទាក់ទងទៅនឹងប្រភេទផ្លែគុជផ្សេងគ្នា។ ដើម្បីបញ្ជាក់សំណងនេះ សូមគូសផ្ទាំងផ្តោតលើប្រភេទផ្លែគុជដោយពណ៌ផ្សេងៗ។ ដោយផ្តល់ផារាម៉ែត្រ ax ទៅ scatter អ្នកអាចគូសចំណុចទាំងអស់នៅលើក្រាហ្វមួយដូចគ្នា៖

ax=None
colors = ['red','blue','green','yellow']
for i,var in enumerate(new_pumpkins['Variety'].unique()):
    df = new_pumpkins[new_pumpkins['Variety']==var]
    ax = df.plot.scatter('DayOfYear','Price',ax=ax,c=colors[i],label=var)
Scatter plot of Price vs. Day of Year

ការស៊ើបអង្កេតរបស់យើងបង្ហាញថាប្រភេទផ្លែគុជមានឥទ្ធិពលច្រើនជាងលើតម្លៃសរុបជាងថ្ងៃដែលលក់។ យើងអាចឃើញវាជាមួយក្រាហ្វបារ៖

new_pumpkins.groupby('Variety')['Price'].mean().plot(kind='bar')
Bar graph of price vs variety

សូមផ្តោតសំខាន់បច្ចុប្បន្នលើប្រភេទផ្លែគុជតែមួយគត់ 'pie type' ហើយមើលថាតើថ្ងៃមានឥទ្ធិពលដូចម្ដេចចំពោះតម្លៃ៖

pie_pumpkins = new_pumpkins[new_pumpkins['Variety']=='PIE TYPE']
pie_pumpkins.plot.scatter('DayOfYear','Price') 
Scatter plot of Price vs. Day of Year

បើយើងគណនាការចងក្រងរវាង Price និង DayOfYear ដោយប្រើ corr function ឥឡូវនេះ អ្នកនឹងបានតម្លៃប្រហែល -0.27 - មានន័យថាការបណ្តុះម៉ូដែលទាយទោលរួចហើយមានហត្ថពលន៍។

មុនពេលបណ្តុះម៉ូដែល linear regression វាម៉ត់ចត់ឲ្យប្រាកដថាទិន្នន័យស្អាត។ Linear regression មិនប្រសើរនៅពេលមានតម្លៃទំនេរ ដូច្នេះវាអាចមានអត្ថប្រយោជន៍ក្នុងការបោះបង់ជាសំណុំចំលងទាំងអស់៖

pie_pumpkins.dropna(inplace=True)
pie_pumpkins.info()

វិធីមួយផ្សេងទៀតគឺបំពេញតម្លៃទំនេរទាំងនោះជាមួយតម្លៃមធ្យមពីជួរឈរដែលទាក់ទង។

Regression ស្រួលៗ linear

ML for beginners - Linear and Polynomial Regression using Scikit-learn

🎥 ចុចរូបភាពខាងលើសម្រាប់មើលវីដេអូសង្ខេបពី linear និង polynomial regression។

ដើម្បីបណ្តុះម៉ូដែល Linear Regression របស់យើង យើងនឹងប្រើបណ្ណាល័យ Scikit-learn

from sklearn.linear_model import LinearRegression
from sklearn.metrics import mean_squared_error
from sklearn.model_selection import train_test_split

យើងចាប់ផ្ដើមដោយបំបែកកម្រិតបញ្ចូល (features) និងលទ្ធផលដែលរំពឹងទុក (label) ទៅក្នុង array numpy ផ្សេងៗ៖

X = pie_pumpkins['DayOfYear'].to_numpy().reshape(-1,1)
y = pie_pumpkins['Price']

សូមចំណាំថាយើងត្រូវបានធ្វើ reshape លើទិន្នន័យបញ្ចូល ដើម្បីឲ្យ package Linear Regression យល់បានត្រឹមត្រូវ។ Linear Regression រងចាំ array 2D ជាកម្រិតបញ្ចូល ដែលជារៀងរាល់ជួរឈរនៃ array តំណាងថាលក្ខណៈបញ្ចូលមួយ vector។ សម្រាប់ករណីយើង មានតែបញ្ចូលមួយ ចាំបាច់ត្រូវមាន array ទំហំ N×1 ដែល N ជា​ចំនួនទិន្នន័យ។

បន្ទាប់មក យើងត្រូវបំបែកទិន្នន័យជាក្រុមបណ្តុះបណ្តាលនិងសាកល្បង ដើម្បីពិនិត្យម៉ូដែលបន្ទាប់ពីបណ្តុះបណ្តាល៖

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0)

ចុងក្រោយ ការបណ្តុះណែនាំម៉ូដែល Linear Regression ពិតប្រាកដត្រូវការចំនួនកូដប៉ុន្មានជួរប៉ុណ្ណោះ។ យើងកំណត់អំពើ LinearRegression ហើយតភ្ជាប់វាជាមួយទិន្នន័យដោយវិធីសាស្ត្រ fit

lin_reg = LinearRegression()
lin_reg.fit(X_train,y_train)

វត្ថុ LinearRegression បន្ទាប់ពី​បានធ្វើការបណ្តុះ​បណ្តាល (fit-ting) មានគោលបំណងសមាមាត្រទាំងអស់នៃសមីការបញ្ចេញលទ្ធផល ដែល​អាច​ចូលដំណើរការបាន​ដោយ​ប្រើ​អចលនវត្ថុ .coef_។ នៅក្នុងករណីរបស់​យើង មានគោលបំណងតែមួយ ប៉ុន្តែគួរតែប្រហែលជា -0.017។ នេះមានន័យថាកម្លៃ​តម្លៃ​ព្រៃដូចជានឹងធ្លាក់បន្តិចបន្តួចជាមួយ​ពេលវេលា ប៉ុន្តែមិនច្រើនពេក យ៉ាងតិចប្រហែល 2 សេន្ទក្នុងមួយថ្ងៃ។ យើងក៏អាចចូលដំណើរការចំណុច​ឆ្លុះកាត់​នៃសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលជាមួយអ័ក្ស Y បានដោយ​ប្រើ lin_reg.intercept_ - វានឹងប្រហែលជា 21 ក្នុងករណីយើង បង្ហាញពី​តម្លៃ​នៅដើម​ឆ្នាំ។

ក្នុងការមើលថាតើ​ម៉ូឌែលរបស់យើងមានភាពត្រឹមត្រូវប៉ុណ្ណា យើងអាចទាយតម្លៃលើទិន្នន័យសាកល្បង ហើយបន្ទាប់មកវាស់ឈរភាពជិតស្និទ្ធរបស់ការទាយរបស់យើងនឹងតម្លៃដែលរំពឹងទុក។ នេះអាចធ្វើបានដោយប្រើមាត្រដ្ឋាន root mean square error (RMSE) ដែលជាចម្ងាយរបស់មធ្យមនៃភាពខុសគ្នាប្រក់គ្នាជារូបបូកមួយរវាងតម្លៃរំពឹងនិងតម្លៃទាយ។

pred = lin_reg.predict(X_test)

rmse = np.sqrt(mean_squared_error(y_test,pred))
print(f'RMSE: {rmse:3.3} ({rmse/np.mean(pred)*100:3.3}%)')

កំហុសរបស់យើងហាក់ដូចជាប្រហែល 2 ពិន្ទុ ដែលប្រហែលជាគឺ ~17%។ មិនល្អធ្វើទេ។ មាត្រដ្ឋានជួនកាលទៀតនៃគុណភាពម៉ូឌែលគឺ coefficient of determination ដែលអាចទទួលបានដូចខាងក្រោម៖

score = lin_reg.score(X_train,y_train)
print('Model determination: ', score)

បើតម្លៃគឺ 0 មានន័យថា ម៉ូឌែលមិនយកទិន្នន័យបញ្ចូលចូលក្នុងការគិតឡើយ ហើយដំណើរការជា អ្នកទាយបន្ទាត់អាក្រក់បំផុត ដែលគ្រាន់តែជាមធ្យមនៃលទ្ធផល។ តម្លៃ 1 មានន័យថាយើងអាចទាយបានអ្វីគ្រប់យ៉ាងយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ ក្នុងករណីយើង គុណហានិភ័យគឺប្រហែល 0.06 ដែលច្រើនទាប។

យើងក៏អាចគូរបង្ហាញទិន្នន័យសាកល្បងរួមជាមួយបន្ទាត់សមីការបញ្ចេញលទ្ធផល ដើម្បីមើលថាតើសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច៖

plt.scatter(X_test,y_test)
plt.plot(X_test,pred)
Linear regression

សមីការបញ្ចេញលទ្ធផល Polynomial Regression

ប្រភេទមួយទៀតនៃសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលបន្ទាត់គឺ សមីការ Polynomial Regression។ ខណៈពេលដែលខ្លះមានទំនាក់ទំនងបន្ទាត់រវាងអថេរផ្សេងៗ - ទំហំប៉ូមពេញមួយធំពីលទ្ធផលកាន់តែលើកម្លៃ យ៉ាងណាក៏ដោយ ទំនាក់ទំនងទាំងនេះមិនអាចគូរជាបន្ទាត់ផ្លាត់ ឬបន្ទាត់ត្រង់បានទេ។

នៅទីនេះមាន ឧទាហរណ៍បន្ថែម នៃទិន្នន័យដែលអាចប្រើ Polynomial Regression

សូមមើលទំនាក់ទំនងរវាង Date និង Price ជាទៀត។ តើ scatterplot នេះមើលទៅគួរត្រូវបានវិភាគដោយបន្ទាត់ត្រង់តែមួយ? តើតម្លៃអាចប្រែប្រួលបានទេ? ក្នុងករណីនេះ អ្នកអាចសាកល្បងសមីការ polynomial regression។

Polynomials គឺជាអប្បបរមាណ គណិតវិទ្យា ដែលប្រហែលជាមានអថេរមួយ ឬច្រើន និងគោលបំណងជាសំណុំ

Polynomial regression បង្កើតបន្ទាត់ពោងដើម្បីផ្គួតផ្គងទិន្នន័យមិនបន្ទាត់បានល្អជាងមុន។ ក្នុងករណីរបស់យើង ប្រសិនបើបញ្ចូលអថេរ DayOfYear ការប្រកួតកំណត់ក្នុងទិន្នន័យចូលទាំងមូល យើងគួរតែអាចធ្វើការបណ្តុះក្នុងទិន្នន័យជាមួយព្រីលារតិសន្ទិលក្រោមរូបមន្ត Parabolic ដែលមានអប្បបរមា​នៅចំណុចមួយក្នុងឆ្នាំ។

Scikit-learn មាន API pipeline ប្រយោជន៍ក្នុងការបញ្ចូលជំហ៊ានផ្សេងៗនៃការបញ្ចូលទិន្នន័យជាមួយគ្នា។ pipeline គឺជាច្រវាក់នៃ estimators។ ក្នុងករណីយើង យើងនឹងបង្កើត pipeline ដែលដំបូងបន្ថែមលក្ខណៈ polynomial ទៅម៉ូឌែល ហើយបន្ទាប់បណ្តុះ regression៖

from sklearn.preprocessing import PolynomialFeatures
from sklearn.pipeline import make_pipeline

pipeline = make_pipeline(PolynomialFeatures(2), LinearRegression())

pipeline.fit(X_train,y_train)

ការប្រើ PolynomialFeatures(2) មានន័យថាយើងនឹងបញ្ចូល polynomials កំរិតទី ២ ទាំងអស់ពីទិន្នន័យបញ្ចូល។ ក្នុងករណីយើង នឹងមានតែមួយគឺគឺ DayOfYear2 ប៉ុន្តែជិតជាមួយអថេរចំនួនពីរ X និង Y វានឹងបន្ថែម X2, XY និង Y2។ យើងអាចប្រើ polynomials កំរិតខ្ពស់ជាងនេះបានផងដែរ ប្រសិនបើយើងចង់។

Pipeline អាចប្រើបានយ៉ាងដូចគ្នាទៅនឹងវត្ថុ LinearRegression ដើម, គឺ៖ យើងអាច fit pipeline ហើយបន្ទាប់មកប្រើ predict ដើម្បីទទួលលទ្ធផលទាយ៖

pred = pipeline.predict(X_test)

rmse = np.sqrt(mean_squared_error(y_test,pred))
print(f'RMSE: {rmse:3.3} ({rmse/np.mean(pred)*100:3.3}%)')

score = pipeline.score(X_train,y_train)
print('Model determination: ', score)

ដើម្បីគូរបន្ទាត់ពោងស្រទាប់ម៉ាត់ អ្នកប្រើ np.linspace ដើម្បីបង្កើតជួរចាប់ផ្តើមតម្លៃបញ្ចូលស្មើគ្នា ជាងការគូរតាមទិន្នន័យសាកល្បងដែលមិនមានលំដាប់ (ដែលនឹងបង្កើតបន្ទាត់ zigzag):

X_range = np.linspace(X_test.min(), X_test.max(), 100).reshape(-1,1)
y_range = pipeline.predict(X_range)

plt.scatter(X_test, y_test)
plt.plot(X_range, y_range)

នេះគឺជាបន្ទាត់បង្ហាញទិន្នន័យសាកល្បង និងបន្ទាត់សន្និដ្ឋាន៖

Polynomial regression

ប្រើ Polynomial Regression អាចទទួលបានកម្លាំង RMSE ទាបជាង និងឈរភាពកំណត់ខ្ពស់ជាង ប៉ុន្តែមិនច្រើនពេកទេ។ យើងត្រូវយកចិត្តទុកដាក់លើលក្ខណៈផ្សេងទៀត!

អ្នកអាចមើលឃើញថាតម្លៃបន្ទះប៉ូមគឺអប្បបរមា ខណៈពេលដែលនៅជិតបុណ្យ Halloween។ តើអ្នកអាចពន្យល់បែបណា?

🎃 អបអរសាទរ! អ្នកបានបង្កើតម៉ូឌែលដែលអាចជួយទាយតម្លៃបន្ទះប៉ូមសម្រាប់នំបុ័ង។ អ្នកប្រហែលជាអាចធ្វើឡើងវិញសម្រាប់ប្រភេទប៉ូមទាំងអស់ ប៉ុន្តែវាជារឿងធុញនឿយ។ យើងត្រូវស្យៀនការយល់ពីរបៀបយកភាពខុសគ្នាប្រភេទប៉ូមចូលក្នុងម៉ូឌែលរបស់យើង!

លក្ខណៈកាតេហ្គរី

នៅក្នុងពិភពដ៏ល្អបំផុត យើងចង់អាចទាយតម្លៃរបស់ប៉ូមប្រភេទផ្សេងៗ ដោយប្រើម៉ូឌែលដដែល។ ទោះយ៉ាងណា ជួរឈរដែលមានឈ្មោះ Variety មានភាពខុសពីជួរឈរ‌ដូចជា Month ពីព្រោះវាមានតម្លៃមិនមែនជាលេខ។ ជួរឈរដូចនេះហៅថា categorical

ML for beginners - Categorical Feature Predictions with Linear Regression

🎥 ចុចលើរូបភាពខាងលើសម្រាប់វីដេអូសង្ខេបអំពីការប្រើលក្ខណៈកាតេហ្គរី។

នេះអ្នកអាចមើលឃើញថាតម្លៃមធ្យមពឹងផ្អែកលើប្រភេទ៖

Average price by variety

ដើម្បីយកប្រភេទចូលក្នុងការគិតយើងត្រូវបំលែងវាទៅជាទម្រង់លេខ ឬ encode វា។ មានវិធីជាច្រើនដែលអាចធ្វើបាន៖

  • ការបំលែងលេខសាមញ្ញ (numeric encoding) នឹងបង្កើតតារាងនៃប្រភេទផ្សេងៗ ហើយបន្ទាប់មកប្តូរឈ្មោះប្រភេទជាកន្លែងក្នុងតារាង។ វាមិនមែនជាគំនិតល្អសម្រាប់សមីការបញ្ចេញលទ្ធផលបន្ទាត់ ទេ ព្រោះសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលបន្ទាត់យកតម្លៃលេខនៃសន្ទស្សន៍ចូលរួមក្នុងការគណនា ហើយបូកបន្ថែមចូល ធ្វើការបូកគុណជាមួយគោលបំណងខ្លះ។ ក្នុងករណីយើង ទំនាក់ទំនងរវាងលេខសន្ទស្សន៍ និងតម្លៃពិតមិនបន្ទាត់ទេ ទោះបីយើងធ្វើអោយតំណាងលេខត្រូវត្រួតត្រាក្នុងលំដាប់ច្បាស់ក៏ដោយ។
  • ការបំលែងប្រភេទជា one-hot encoding នឹងប្តូរជួរឈរ Variety ទៅជាជួរឈរបួនផ្សេងៗ មួយសម្រាប់ប្រភេទនីមួយៗ។ ត្រង់ជួរឈរនីមួយនឹងមានតម្លៃ 1 ប្រសិនបើជួរដេកពាក់ព័ន្ធជាប្រភេទនោះ ហើយ 0 ផ្សេងៗគ្នា។ នេះមានន័យថានឹងមានគោលបំណងបួនក្នុងសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលឲ្យតម្រូវតម្លៃចាប់ផ្តើម (ឬ “តម្លៃបន្ថែម”) សម្រាប់ប្រភេទប៉ូមនីមួយៗ។

កូដខាងក្រោមបង្ហាញពីរបៀបដែលយើងអាចបំលែងប្រភេទជាទម្រង់ one-hot encoded៖

pd.get_dummies(new_pumpkins['Variety'])
ID FAIRYTALE MINIATURE MIXED HEIRLOOM VARIETIES PIE TYPE
70 0 0 0 1
71 0 0 0 1
... ... ... ... ...
1738 0 1 0 0
1739 0 1 0 0
1740 0 1 0 0
1741 0 1 0 0
1742 0 1 0 0

ដើម្បីបណ្តុះសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលបន្ទាត់ប្រើបណ្តុះប្រភេទ one-hot encoded ជា input យើងគ្រាន់តែត្រូវផ្តល់ X និង y ដោយត្រឹមត្រូវ៖

X = pd.get_dummies(new_pumpkins['Variety'])
y = new_pumpkins['Price']

Remaining កូដដូចគ្នានឹងអ្វីដែលយើងប្រើខាងលើសម្រាប់បណ្តុះ Linear Regression។ ប្រសិនបើអ្នកសាកល្បង អ្នកនឹងឃើញថាកំហុសគន្លងគំនូសមធ្យមនៃ squared error ជិតតំលៃដដែល ប៉ុន្តាយើងទទួលបាន coefficient of determination ខ្ពស់ជាង (~77%)។ ដើម្បីទទួលបានការទាយខ្ពស់ជាងនេះទៀត យើងអាចយកលក្ខណៈ categorical ជាច្រើនជាមួយ លក្ខណៈលេខ ដូចជា MonthDayOfYear។ ដើម្បីធ្វើអោយជាសំណុំលក្ខណៈធំមួយ យើងអាចប្រើ join

X = pd.get_dummies(new_pumpkins['Variety']) \
        .join(new_pumpkins['Month']) \
        .join(pd.get_dummies(new_pumpkins['City'])) \
        .join(pd.get_dummies(new_pumpkins['Package']))
y = new_pumpkins['Price']

នៅទីនេះយើងក៏យកចិត្តទុកដាក់លើ City និងប្រភេទ Package ផងដែរ ដែលផ្តល់ RMSE 2.84 (១០.៥%) និង coefficient determination 0.94!

សម្រង់ទាំងអស់ជាមួយគ្នា

ដើម្បីបង្កើតម៉ូឌែលល្អបំផុត យើងអាចប្រើទិន្នន័យរួម (categorical one-hot encoded + numeric) ពីឧទាហរណ៍ខាងលើ រួមជាមួយ Polynomial Regression។ នេះជាកូដពេញលេញសម្រាប់សម្រួលអ្នក៖

# បង្កើតទិន្នន័យសម្រាប់បណ្ដុះបណ្ដាល
X = pd.get_dummies(new_pumpkins['Variety']) \
        .join(new_pumpkins['Month']) \
        .join(pd.get_dummies(new_pumpkins['City'])) \
        .join(pd.get_dummies(new_pumpkins['Package']))
y = new_pumpkins['Price']

# បំបែកទិន្នន័យចេញជាក្រុមបណ្ដុះបណ្ដាល និងសំណួរប្រលង
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0)

# កំណត់ និងបណ្ដុះបណ្ដាលបាយឡុង
pipeline = make_pipeline(PolynomialFeatures(2), LinearRegression())
pipeline.fit(X_train,y_train)

# ប្រោសចេញលទ្ធផលសម្រាប់ទិន្នន័យសាកល្បង
pred = pipeline.predict(X_test)

# គណនាតម្លៃ RMSE និងកំណត់ការសំរេច
rmse = mean_squared_error(y_test, pred, squared=False)
print(f'RMSE: {rmse:3.3} ({rmse/pred.mean()*100:3.3}%)')

score = pipeline.score(X_train,y_train)
print('Model determination: ', score)

នេះគួរតែផ្តល់ឲ្យយើងបាន coefficient determination ល្អបំផុតប្រហែល ៩៧% និង RMSE=2.23 (~៨% កំហុស).

ម៉ូឌែល RMSE coefficient determination
DayOfYear Linear 2.77 (17.2%) 0.07
DayOfYear Polynomial 2.73 (17.0%) 0.08
Variety Linear 5.24 (19.7%) 0.77
លក្ខណៈទាំងអស់ Linear 2.84 (10.5%) 0.94
លក្ខណៈទាំងអស់ Polynomial 2.23 (8.25%) 0.97

🏆 សូមអបអរសាទរ! អ្នកបានបង្កើតម៉ូឌែល Regression បួនប្រភេទក្នុងមេរៀនមួយ ហើយកែលម្អគុណភាពម៉ូឌែលដល់ ៩៧%។ នៅផ្នែកចុងក្រោយនៃមេរៀន Regression អ្នកនឹងរៀនអំពី Logistic Regression ដើម្បីកំណត់ប្រភេទ។


🚀ការប្រកួតប្រជែង

សាកល្បងអថេរផ្សេងៗក្នុង notebook នេះ ដើម្បីមើលថាតើ​ធរណីមាត្រភ្ជាប់​សម្រាប់ការទាយម៉ូឌែលមានភាពទាក់ទងយ៉ាងដូចម្តេច។

សំណួរប្រឡងបន្ទាប់មេរៀន

ការពិនិត្យឡើងវិញ និងរៀនដោយខ្លួនឯង

នៅក្នុងមេរៀននេះ យើងបានរៀនអំពី Linear Regression។ មានប្រភេទសមីការបញ្ចេញលទ្ធផលសំខាន់ផ្សេងទៀត។ សូមអានអំពី Stepwise, Ridge, Lasso និង Elasticnet techniques។ មេរៀនល្អសម្រាប់អនុវត្តន៍បន្ថែមគឺ Stanford Statistical Learning course

បេសកកម្ម

បង្កើតម៉ូឌែល


ការបដិសេធ:
ឯកសារនេះត្រូវបានបកប្រែដោយប្រើសេវាកម្មបកប្រែ AI Co-op Translator។ ខណៈពេលដែលយើងខិតខំប្រឹងប្រែងសម្រាប់ភាពត្រឹមត្រូវ សូមយល់ឲ្យបានថាការបកប្រែដោយស្វ័យប្រវត្តិអាចមានកំហុស ឬភាពមិនត្រឹមត្រូវ។ ឯកសារដើមក្នុងភាសាមាតុភូមិគួរត្រូវបានគេយកជាជាតំណរ ម៉ោងសម្រាប់ព័ត៌មានសំខាន់ៗ គេណែនាំឲ្យប្រើការបកប្រែដោយអ្នកជំនាញ។ យើងមិនទទួលខុសត្រូវចំពោះការយល់ច្រឡំ ឬការបកស្រាយខុសកើតឡើងពីការប្រើប្រាស់ការបកប្រែនេះឡើយ។