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resubPredict

クラス: ClassificationTree

分類木の再代入ラベルを予測

構文

label = resubPredict(tree)
[label,posterior] = resubPredict(tree)
[label,posterior,node] = resubPredict(tree)
[label,posterior,node,cnum] = resubPredict(tree)
[label,...] = resubPredict(tree,Name,Value)


説明

label = resubPredict(tree) は、データ tree.X について tree が予測したラベルを返します。label は、関数 fitctree が tree の作成に使用したデータに関する tree の予測です。

[label,posterior] = resubPredict(tree) は、予測に対する事後のクラス確率を返します。

[label,posterior,node] = resubPredict(tree) は、再代入データでの tree のノード数を返します。

[label,posterior,node,cnum] = resubPredict(tree) は、この予測での予測されるクラス数を返します。

[label,...] = resubPredict(tree,Name,Value) では、1 つ以上の Name,Value の引数ペアで指定された追加オプションを使用して、再代入予測を返します。

入力引数

tree	fitctree によって構築された分類木。

名前と値のペアの引数

オプションの Name,Value 引数のコンマ区切りペアを指定します。Name は引数名で、Value は対応する値です。Name は引用符で囲まなければなりません。Name1,Value1,...,NameN,ValueN のように、複数の名前と値のペアの引数を、任意の順番で指定できます。

'Subtrees' — 枝刈りレベル

0 (既定値) | 非負の整数のベクトル | 'all'

枝刈りレベル。'Subtrees' と昇順の非負の整数のベクトルまたは 'all' から構成されるコンマ区切りのペアとして指定します。

ベクトルを指定する場合、すべての要素が 0 から max(tree.PruneList) の範囲になければなりません。0 は枝刈りしない完全な木を、max(tree.PruneList) は完全に枝刈りした木 (つまり、ルート ノードのみ) を表します。

'all' を指定した場合、resubPredict はすべての部分木 (枝刈り順序全体) に作用します。これは、0:max(tree.PruneList) を指定することと同じです。

resubPredict では、Subtrees で指定された各レベルまで tree の枝刈りを行ってから、対応する出力引数を推定します。Subtrees のサイズにより、一部の出力引数のサイズが決まります。

Subtrees を呼び出すために、tree の PruneList プロパティまたは PruneAlpha プロパティを空にすることはできません。言い換えると、'Prune','on' を設定して tree を成長させるか、prune を使用して tree の枝刈りを行います。

例: 'Subtrees','all'

データ型: single | double | char | string

出力引数

label	応答 tree は、学習データについて予測します。label は、学習応答データ tree.Y と同じデータ型です。 Subtrees 名前と値のペアの引数には、m>1 のエントリが含まれる場合、label には m 列が含まれ、それぞれが対応するサブツリーの予測を表します。エントリが含まれない場合、label はベクトルです。
posterior	tree が予測するクラスの事後の確率の行列または配列。 Subtrees 名前と値の引数がスカラーであるか、引数がない場合、posterior は、n 行 k 列の行列です。ここで n は学習データ tree.X の行数、k はクラスの数です。 Subtrees に m>1 のエントリが含まれる場合、posterior は、n x k x m の行列です。ここで各 m の行列は、対応するサブツリーでの事後の確率を示します。
node	各データ行に関連付けられる、tree のノード数。 Subtrees 名前と値の引数がスカラーであるか、引数がない場合、node は、tree.X と同じ行数の n 行をもつ数値列ベクトルです。 Subtrees に m>1 のエントリが含まれる場合、node は、n x m の行列です。各列は、対応するサブツリーのノード予測を表します。
cnum	tree が再代入データで予測するクラス数。 Subtrees 名前と値の引数がスカラーであるか、引数がない場合、cnum は、tree.X と同じ行数の n 行をもつ数値列ベクトルです。 Subtrees に m>1 のエントリが含まれる場合、cnum は、n x m の行列です。各列は、対応するサブツリーのクラス予測を表します。

例

誤分類した観測値の数の計算

分類木では誤分類されるフィッシャーのアヤメのデータの総数を求めます。

load fisheriris
tree = fitctree(meas,species);
Ypredict = resubPredict(tree);    % The predictions
Ysame = strcmp(Ypredict,species); % True when ==
sum(~Ysame) % How many are different?

ans = 3

各部分木の標本内事後確率の比較

フィッシャーのアヤメのデータセットを読み込みます。データを学習セット (50%) に分割します。

load fisheriris

すべての花弁の測定値を使用して分類木を成長させます。

Mdl = fitctree(meas(:,3:4),species);
n = size(meas,1); % Sample size
K = numel(Mdl.ClassNames); % Number of classes

分類木を表示します。

view(Mdl,'Mode','graph');

この分類木には 4 つの枝刈りレベルがあります。レベル 0 は、(表示のように) 枝刈りされていない完全な木です。レベル 4 はルート ノードのみ (分割なし) です。

レベル 1 および 3 まで枝刈りした部分木を使用して、各クラスの事後確率を推定します。

[~,Posterior] = resubPredict(Mdl,'SubTrees',[1 3]);

Posterior は、事後確率が格納されている n x K x 2 の配列です。Posterior の各行は観測値に、各列は Mdl.ClassNames の順序でクラスに、各ページは枝刈りレベルに対応します。

各部分木を使用して、アヤメ 125 のクラス事後確率を表示します。

Posterior(125,:,:)

ans = 
ans(:,:,1) =

         0    0.0217    0.9783


ans(:,:,2) =

         0    0.5000    0.5000

決定株 (Posterior の 2 ページ) では、アヤメ 125 が versicolor と virginica のどちらであるかを正しく予測することが困難です。

詳細

事後確率

あるノードにおける分類の事後確率とは、分類によって実際にそのノードに達するのに要した学習シーケンスの数を、そのノードまでの学習シーケンスの数で除算した値です。

たとえば、X<0.15 または X>0.95 であるときに、予測子 X の分類を true とみなし、それ以外の場合は X を偽とします。

1. 100 個の点を無作為に生成し、分類します。

   rng(0) % For reproducibility
   X = rand(100,1);
   Y = (abs(X - .55) > .4);
   tree = fitctree(X,Y);
   view(tree,'Mode','graph')

   

2. ツリーを枝刈りします。

   tree1 = prune(tree,'Level',1);
   view(tree1,'Mode','graph')

   

   枝刈りされたツリーは、0.15 未満の観測値を正しく true に分類しています。0.15 から 0.94 の間の観測も、false と正しく分類されます。しかし、0.94 より大きい観測は false と誤って分類されます。そのため、0.15 より大きい観測のスコアは、true の場合は約 0.05/0.85=0.06、false の場合は 0.8/0.85=0.94 となります。

3. X の先頭から 10 行までの予測スコアを計算します。

   [~,score] = predict(tree1,X(1:10));
   [score X(1:10,:)]

   ans = 10×3
   
       0.9059    0.0941    0.8147
       0.9059    0.0941    0.9058
            0    1.0000    0.1270
       0.9059    0.0941    0.9134
       0.9059    0.0941    0.6324
            0    1.0000    0.0975
       0.9059    0.0941    0.2785
       0.9059    0.0941    0.5469
       0.9059    0.0941    0.9575
       0.9059    0.0941    0.9649
   
   

   実際に、X で 0.15 より小さいすべての値 (右端の列) には、0 と 1 のスコアが関連付けられ (左の列と中央の列)、X のその他の値には、0.94 と 0.06 のスコアが関連付けられています。

参考

fitctree | predict | resubEdge | resubLoss | resubMargin

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