Machine Learning #01 – Python with iris dataset

ในบทความนี้ จะแนะนำวิธีการสร้างกระบวนการ Machine Learning ด้วย Python โดยใช้ iris dataset ตั้งแต่การโหลดข้อมูล, สร้าง  Model,  Cross Validation, วัด Accuracy และการนำ Model ไปใช้งาน

เพื่อความสะดวกในการเรียนรู้ เราจะเลือกใช้ Anaconda ซึ่งเป็น Python Data Science Platform ซึ่งจะรวบรวมเครื่องมือ และ Library ที่จำเป็นต่อการพัฒนา โดยสามารถเลือก Download รุ่นที่เหมาะกับระบบปฏบัติการของท่านได้ที่ https://www.anaconda.com/download/

สามารถ Clone Repository ตัวอย่างทั้งหมดที่กล่าวถึงในบทความนี้ได้จาก https://github.com/nagarindkx/pythonml

และ แนะนำให้ใช้งาน jupyter-notebook เพื่อสะดวกในการเรียนรู้

บทความนี้ใช้ Notebook: 01 – SVM with iris dataset.ipynb

เริ่มจาก import dataset “iris” จาก SciKit

ซึ่งเป็น dataset ตัวอย่างทีดี ในการสร้างระบบ Predict ชนิดของดอกไม้ จากการป้อนค่า ความกว้างและความยาวของกลีบดอก Iris (รายละเอียดอ่านได้จาก https://en.wikipedia.org/wiki/Iris_flower_data_set) ซึ่งเป็นการวัดความกว้าง และ ความยาวของกลีบดอก ของดอก “iris” (sepal width, sepal length, petal width, petal length) ใน 3 Spicy

Image Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Iris_flower_data_set

ชุด iris dataset นี้ มักจะใช้ในการเริ่มต้นเรียนรู้ กระบวนการสร้าง Machine Learning เพื่อการ Classification โดยในตัวอย่างนี้จะใช้ Support Vector Machine (SVM) โดยเมื่อสร้างและ Train Model เสร็จแล้ว สามารถนำ Model นี้ไปใช้ในการ จำแนก Species ได้ โดยการระบุ ความกว้างและความยาวดังกล่าว แล้วระบบจะตอบมาได้ว่า เป็น Species ใด

ในการเริ่มต้นนี้ เราจะใช้ iris dataset ที่มาพร้อมกับ SciKit  (sklearn) ซึ่งเป็น Machine Learning Package ในภาษา Python (ซึ่งติดตั้งมาในชุดของ Anaconda เรียบร้อยแล้ว)

นำเข้าข้อมูล

from sklearn import datasets
iris = datasets.load_iris()

สำรวจข้อมูล

print(iris.data)
print(iris.target)
print(iris.data.shape)
print(iris.target.shape)

ใช้งาน SVM (Support Vector Machine)

สร้าง SVC (Support Vector Classification) เพื่อทำการ Training ด้วยคำสั่ง fit โดยใส่ค่า data และ target ลงไป

from sklearn import svm
clf = svm.SVC()
clf.fit(iris.data, iris.target)

ผลที่ได้คือ

SVC(C=1.0, cache_size=200, class_weight=None, coef0=0.0,
  decision_function_shape=None, degree=3, gamma='auto', kernel='rbf',
  max_iter=-1, probability=False, random_state=None, shrinking=True,
  tol=0.001, verbose=False)

ทดลองทำการ Predict

ด้วยคำสั่ง predict แล้วใส่ Array ข้อมูลลงไป

print(clf.predict([[ 6.3 , 2.5, 5., 1.9]]))

ซึ่งระบบจะตอบออกมาเป็น

[2]

ต้องการแสดงผลเป็นชื่อของ Target

ต้องทำในขั้นตอน fit ดังนี้

clf.fit(iris.data, iris.target_names[ iris.target])
print(clf.predict([[ 6.3 , 2.5, 5., 1.9]]))

ผลที่ได้คือ

['virginica']

ทำการ Cross Validation

โดยแบ่งข้อมูลเป็นสองส่วน คือ ส่วน Train และ Test ทั้ง X และ Y จากนั้น ใช้ Function “fit” ในการ Train

from sklearn.model_selection import train_test_split
x_train,x_test,y_train, y_test = train_test_split( iris.data, iris.target, test_size=0.4 , random_state=0)

print(x_train.shape, x_test.shape, y_train.shape, y_test.shape)

clf.fit(x_train, y_train)

ผลที่ได้คือ

(90, 4) (60, 4) (90,) (60,)
SVC(C=1.0, cache_size=200, class_weight=None, coef0=0.0,
decision_function_shape=None, degree=3, gamma='auto', kernel='rbf', max_iter=-1, probability=False, random_state=None, shrinking=True, tol=0.001, verbose=False)

print(clf.score(x_test, y_test))

0.95

import pickle
pickle.dump(clf, open("myiris.pickle","wb"))