JP7616361B2 - Learning method, inference method, learning device, inference device, and program - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 2020年10月13日にhttps://www.ieice.org/ken/paper/20201020VCa4/のウェブサイトで公開されている電子情報通信学会技術研究報告、第120巻、第195号、第1-7頁、資料番号IBISML2020-8にて公開Article 30,
本発明は、学習方法、推論方法、学習装置、推論装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a learning method, an inference method, a learning device, an inference device, and a program.
年月、性別、年代等といった複数の属性を有する多次元データを用いて、或る特定の情報を推定するタスクが広く行われている。 The task of estimating certain information using multidimensional data with multiple attributes such as year, month, gender, age, etc. is widely performed.
多次元データを用いて情報を推定する手法としては、例えば、多重パーセプトロン(MLP:multi layer perceptron)、N次元の畳み込み(非特許文献1参照)等が知られている。Known techniques for estimating information using multidimensional data include, for example, multi-layer perceptron (MLP) and N-dimensional convolution (see non-patent document 1).
上記のMLPでは、属性値集合のみを用いて推論が行われる。例えば、(年月,性別,年代)=(2020年4月,男性,30代)といった属性値集合のみを入力として、特定の情報(例えば、契約数)が推定される。しかしながら、MLPでは広範囲の傾向(例えば、時系列の周期性等)を捉えることが困難であり、推定精度が高くない場合がある。In the above MLP, inference is performed using only a set of attribute values. For example, specific information (e.g., number of contracts) is estimated using only a set of attribute values such as (year/month, gender, age) = (April 2020, male, 30s) as input. However, it is difficult for MLP to capture wide-ranging trends (e.g., periodicity of a time series), and the estimation accuracy may not be high.
また、上記のN次元の畳み込みでは、属性値集合とそれに隣接する属性値集合とを用いて推論が行われる。例えば、{(年月,性別,年代)|年月=2020年3月,2020年4月,2020年5月,性別=男性,女性,年代=20代,30代,40代}といった属性値集合の集まりを入力として特定情報(例えば、契約数)が推定される。しかしながら、N次元の畳み込みでは、隣接の定義がないカテゴリカルな属性(例えば、職業、国名等)に対しては適用が困難である。また、次元数がNのとき或る属性値集合に隣接する属性値集合の数は3N-1であり、次元数Nが増えると隣接数が指数的に増えるという問題がある。 In addition, in the above N-dimensional convolution, inference is performed using an attribute value set and an adjacent attribute value set. For example, a collection of attribute value sets such as {(year/month, gender, age)|year/month=March 2020, April 2020, May 2020, gender=male, female, age=20s, 30s, 40s} is input to estimate specific information (e.g., number of contracts). However, N-dimensional convolution is difficult to apply to categorical attributes (e.g., occupation, country name, etc.) that do not have a definition of adjacency. In addition, when the number of dimensions is N, the number of attribute value sets adjacent to a certain attribute value set is 3 N −1, and there is a problem that the number of adjacent sets increases exponentially as the number of dimensions N increases.
本発明の一実施形態は、上記の点に鑑みてなされたもので、多次元データから特定の情報を高精度かつ低計算量で推定することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made in consideration of the above points, and aims to estimate specific information from multidimensional data with high accuracy and low computational complexity.
上記目的を達成するため、一実施形態に係る学習方法は、推定対象の属性を示す推定対象属性と、前記推定対象属性以外の属性を示す2以上の非推定対象属性とを持つ多次元データを入力する入力手順と、前記多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する次元削減手順と、前記次元削減後の多次元データの前記非推定対象属性の値をビニングするビニング手順と、前記ビニング後の多次元データに対して、所定の付加情報を付加する情報付加手順と、前記付加情報が付加された多次元データを用いて、前記推定対象属性の値を推定するための推論モデルのパラメータを学習する学習手順と、をコンピュータが実行する。 To achieve the above-mentioned objective, a learning method according to one embodiment includes an input step of inputting multidimensional data having an estimation target attribute indicating an attribute of an estimation target and two or more non-estimation target attributes indicating attributes other than the estimation target attribute, a dimension reduction step of reducing the number of dimensions of the non-estimation target attribute of the multidimensional data, a binning step of binning values of the non-estimation target attribute of the multidimensional data after the dimension reduction, an information addition step of adding predetermined additional information to the multidimensional data after the binning, and a learning step of learning parameters of an inference model for estimating values of the estimation target attribute using the multidimensional data to which the additional information has been added.
多次元データから特定の情報を高精度かつ低計算量で推定することができる。 Specific information can be estimated from multidimensional data with high accuracy and low computational effort.
以下、本発明の一実施形態について説明する。多次元データから特定の情報を高精度かつ低計算量で推定することができる推論装置10について説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. An
<ハードウェア構成>
まず、本実施形態に係る推論装置10のハードウェア構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る推論装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。
<Hardware Configuration>
First, the hardware configuration of an
図1に示すように、本実施形態に係る推論装置10は一般的なコンピュータ又はコンピュータシステムのハードウェア構成で実現され、入力装置101と、表示装置102と、外部I/F103と、通信I/F104と、プロセッサ105と、メモリ装置106とを有する。これらの各ハードウェアは、それぞれがバス107により通信可能に接続される。1, the
入力装置101は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル等である。表示装置102は、例えば、ディスプレイ等である。なお、推論装置10は、例えば、入力装置101及び表示装置102のうちの少なくとも一方を有していなくてもよい。The
外部I/F103は、記録媒体103a等の外部装置とのインタフェースである。推論装置10は、外部I/F103を介して、記録媒体103aの読み取りや書き込み等を行うことができる。なお、記録媒体103aとしては、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)、SDメモリカード(Secure Digital memory card)、USB(Universal Serial Bus)メモリカード等が挙げられる。The external I/
通信I/F104は、推論装置10を通信ネットワークに接続するためのインタフェースである。プロセッサ105は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等の各種演算装置である。メモリ装置106は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の各種記憶装置である。The communication I/
本実施形態に係る推論装置10は、図1に示すハードウェア構成を有することにより、後述する学習処理と推論処理を実現することができる。なお、図1に示すハードウェア構成は一例であって、推論装置10は、例えば、複数のプロセッサ105を有していてもよいし、複数のメモリ装置106を有していてもよい。The
<機能構成>
次に、本実施形態に係る推論装置10の機能構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係る推論装置10の機能構成の一例を示す図である。
<Functional configuration>
Next, the functional configuration of the
図2に示すように、本実施形態に係る推論装置10は、学習部201と、推論部202とを有する。これら各部は、例えば、推論装置10にインストールされた1以上のプログラムがプロセッサ105に実行させる処理により実現される。As shown in FIG. 2, the
また、本実施形態に係る推論装置10は、正解付き多次元データ記憶部203と、学習用次元削減モデル記憶部204と、学習用推論モデル記憶部205と、学習済み次元削減モデル記憶部206と、学習済み推論モデル記憶部207と、正解無し多次元データ記憶部208と、推定結果記憶部209とを有する。これら各部は、例えば、メモリ装置106により実現される。なお、これら各部のうちの少なくとも1つが、推論装置10と通信ネットワークを介して接続される記憶装置等により実現されてもよい。The
学習部201は、多次元データの次元数を削減するための次元削減モデルと、この次元削減モデルによる次元削減等を行った多次元データから特定の情報を推定するための推論モデルとを学習する。The
推論部202は、学習済み次元削減モデルと学習済み推論モデルとを用いて、多次元データから特定の情報を推定する。
The
正解付き多次元データ記憶部203は、次元削減モデルと推論モデルの学習時に用いられる正解付き多次元データの集合(以下、正解付き多次元データセットともいう)を記憶する。正解付き多次元データセットとは、推論モデルの推定対象となる特定の情報の正解(つまり、いわゆる教師データ)が付与された多次元データの集合のことである。以下では、多次元データの各属性のうち、推定対象となる特定の情報を値として取り得る属性を「推定対象属性」、それ以外の属性の「非推定対象属性」ともいう。なお、正解付き多次元データセットの具体例については後述する。The multidimensional
学習用次元削減モデル記憶部204は、学習部201による学習対象となる次元削減モデル(以下、学習用次元削減モデルともいう。)を記憶する。次元削減モデルとは、多次元データの次元数を削減するためのモデルのことであり、例えば、主成分分析(PCA:principal component analysis)等である。本実施形態では、次元削減モデルはPCAであるものとするが、これは一例であって、他の次元削減モデルが用いられてもよい。The learning dimension reduction
学習用推論モデル記憶部205は、学習部201による学習対象となる推論モデル(以下、学習用推論モデルともいう。)を記憶する。推論モデルとは、次元削減等を行った多次元データから推定対象属性値を推定するためのモデルのことであり、例えば、ニューラルネットワーク等のことである。なお、推論モデルの具体例については後述する。The learning inference
学習済み次元削減モデル記憶部206は、学習部201によって学習された学習済み次元削減モデルを記憶する。
The learned dimensionality reduction
学習済み推論モデル記憶部207は、学習部201によって学習された学習済み推論モデルを記憶する。
The learned inference
正解無し多次元データ記憶部208は、推定対象属性値が付与されていない正解無し多次元データと、正解付き多次元データとの集合(以下、正解無し多次元データセットともいう)を記憶する。正解無し多次元データセットとは、推定対象属性値が付与されていない多次元データが含まれる多次元データセットのことである。なお、正解無し多次元データセットの具体例については後述する。The uncorrected multidimensional
推定結果記憶部209は、推論部202による推定結果(つまり、正解無し多次元データから推定された推定対象属性値)を記憶する。The estimation
ここで、学習部201には、次元削減部211と、ビニング部212と、情報付加部213と、学習処理部214とが含まれる。
Here, the
次元削減部211は、正解付き多次元データセットと学習用次元削減モデルとを入力として、当該正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する。The
そして、次元削減部211は、この次元削減後の多次元データの集合(以下、次元削減済み正解付き多次元データセットともいう)と、学習済み次元削減モデルとを出力する。なお、次元削減済み正解付き多次元データセットの具体例については後述する。The
ビニング部212は、次元削減済み正解付き多次元データセットを入力として、当該次元削減済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性に対してビニングを行う。そして、ビニング部212は、このビニング後の多次元データの集合(以下、ビニング済み正解付き多次元データセットともいう)を出力する。なお、ビニングとは離散化とも呼ばれ、多次元データに含まれる非推定対象属性の取り得る範囲を或る一定区間のビンに分割し、その非推定対象属性の値を、どのビンに属するかを表現する値に置き換える手法のことである。The
情報付加部213は、ビニング済み正解付き多次元データセットを入力として、当該ビニング済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データに対して付加情報を付与した学習用多次元データセットを作成する。ここで、付加情報とは、ビニング済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの各非推定対象属性に関して、その非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を固定したまま、その非推定対象属性の値を変化させたときの推定対象属性の値で構成される情報のことである。The
そして、情報付加部213は、学習用多次元データセットを出力する。なお、学習用多次元データセットの具体例については後述する。The
学習処理部214は、学習用多次元データセットと学習用推論モデルとを入力として、当該学習用推論モデルを学習し、学習済み推論モデルを作成する。そして、学習処理部214は、学習済み推論モデルを出力する。The
また、推論部202には、次元削減部221と、ビニング部222と、情報付加部223と、推定処理部224とが含まれる。
The
次元削減部221は、正解無し多次元データセットと学習済み次元削減モデルとを入力として、当該正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性の次元を削減する。そして、次元削減部221は、この次元削減後の多次元データの集合(以下、次元削減済み正解無し多次元データセットともいう)を出力する。The
ビニング部222は、次元削減済み正解無し多次元データセットを入力として、当該次元削減済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性に対してビニングを行う。そして、ビニング部222は、このビニング後の多次元データの集合(以下、ビニング済み正解無し多次元データセットともいう)を出力する。The
情報付加部223は、ビニング済み正解無し多次元データセットを入力として、当該ビニング済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データに対して付加情報を付与した推論用多次元データセットを作成する。The
推定処理部224は、推論用多次元データセットと学習済み推論モデルとを入力として、当該学習済み推論モデルにより推定対象属性値を推定する。そして、推定処理部224は、推定対象属性値を推定結果として出力する。The
なお、図1に示す各部は複数の装置が分散して有していてもよい。特に、例えば、学習部201と推論部202は異なる装置が有していてもよい。このとき、学習部201を有する装置を「学習装置」と呼んでもよい。
Note that each unit shown in FIG. 1 may be distributed among multiple devices. In particular, for example, the
<学習処理>
次に、本実施形態に係る学習処理について、図3を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る学習処理の一例を示すフローチャートである。
<Learning process>
Next, the learning process according to this embodiment will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a flowchart showing an example of the learning process according to this embodiment.
ステップS101:まず、学習部201の次元削減部211は、正解付き多次元データ記憶部203に記憶されている正解付き多次元データセットを入力する。
Step S101: First, the
ここで、正解付き多次元データセットの具体例について、図4を参照しながら説明する。図4は、正解付き多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a multidimensional dataset with correct answers will be described with reference to Figure 4. Figure 4 is a diagram showing an example of a multidimensional dataset with correct answers in a table format.
図4に示す例は、「年月」、「性別」、「年代」等を非推定対象属性、「契約数」を推定対象属性として持つ多次元データの集合を表形式で表したものである。The example shown in Figure 4 is a tabular representation of a collection of multidimensional data with non-estimation target attributes such as "year/month," "gender," and "age group," and "number of contracts" as an estimation target attribute.
「年月」は、「2019/4」、「2019/5」等といった年及び月を示す値を取り得る。「性別」は、「男性」又は「女性」のいずれかの値を取り得る。「年代」は、「10代」、「20代」、「30代」等といった年代を示す値を取り得る。「契約数」は、当該年月、性別及び年代における契約数を値として取る。 "Year and month" can take values indicating the year and month, such as "April 2019", "May 2019", etc. "Gender" can take values of either "Male" or "Female". "Age" can take values indicating the age, such as "Teens", "Twenties", "Thirties", etc. "Number of contracts" takes the number of contracts for the given year and month, gender, and age.
例えば、図4に示す正解付き多次元データセットの1行目の多次元データでは、(年月,性別,年代,・・・,契約数)=(2019/4,男性,30代,・・・,200)である。同様に、2行目の多次元データでは、(年月,性別,年代,・・・,契約数)=(2019/5,女性,20代,・・・,100)である。For example, in the multidimensional data in the first row of the multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 4, (year/month, gender, age group, ..., number of contracts) = (2019/4, male, 30s, ..., 200). Similarly, in the multidimensional data in the second row, (year/month, gender, age group, ..., number of contracts) = (2019/5, female, 20s, ..., 100).
なお、図4に示す正解付き多次元データセットは一例であって、本実施形態は様々な属性を持つ多次元データの集合に対して適用可能である。また、各属性が取り得る値も様々に定義され得る。例えば、図4に示す例では「年月」は或る年の毎月の値を取り得るが、例えば、或る年の隔月の値を取るものであってもよいし、隔年の毎月又は隔月の値を取るものであってもよい。同様に、「年代」は10歳毎に区切られた値を取る場合に限られず、例えば、「若年層」や「高齢層」といった値を取るものであってもよいし、「20歳~25歳」等といった範囲を値に取るものであってもよいし、「20歳」等といった特定の年齢の値に取るものであってもよい。また、「契約数」についても、契約した顧客数であってもよいし、契約の延べ数等であってもよい。 Note that the multidimensional dataset with correct answers shown in FIG. 4 is an example, and this embodiment is applicable to a set of multidimensional data having various attributes. In addition, the values that each attribute can take can be defined in various ways. For example, in the example shown in FIG. 4, "year and month" can take a value for every month of a certain year, but it may take a value for every other month of a certain year, or may take a value for every month or every other month of every other year. Similarly, "age" is not limited to taking values divided into 10-year age groups, and may take values such as "young people" or "elderly people", may take values in a range such as "20 to 25 years old", or may take a value of a specific age such as "20 years old". In addition, "number of contracts" may be the number of customers who have made a contract, or may be the total number of contracts, etc.
以下では、正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データは「年月」、「性別」、「年代」以外にも様々な非推定対象属性を持っており、合計N個の非推定対象属性を持っているものとする。すなわち、正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データは、N個の非推定対象属性と、1個の推定対象属性とを持っているものとする。 In the following, each multidimensional data included in the multidimensional dataset with correct answers has various non-estimation target attributes other than "year/month," "gender," and "age," and has a total of N non-estimation target attributes. In other words, each multidimensional data included in the multidimensional dataset with correct answers has N non-estimation target attributes and one estimation target attribute.
ステップS102:次に、学習部201の次元削減部211は、正解付き多次元データセットと、学習用次元削減モデル記憶部204に記憶されている学習用次元削減モデルとを入力として、当該正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する。これにより、学習用次元削減モデルが学習され、学習済み次元削減モデルが得られる。以下では、一例として、主成分分析により非推定対象属性の次元数(N次元)が、第1主成分、第2主成分及び第3主成分の3次元に削減されたものとする。なお、主成分分析は既知の手法であるため、その詳細な説明は省略する。Step S102: Next, the
そして、学習部201の次元削減部211は、次元削減済み正解付き多次元データセットをビニング部212に出力すると共に、学習済み次元削減モデルを学習済み次元削減モデル記憶部206に出力する。なお、学習済み次元削減モデルとは、例えば、N個の非推定対象属性を持つN次元データを、第1主成分、第2主成分及び第3主成分を属性として持つ3次元データに変換する写像やそのパラメータ等を表す情報のことである。Then, the
ここで、次元削減済み正解付き多次元データセットの具体例について、図5を参照しながら説明する。図5は、次元削減済み正解付き多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a dimension-reduced multidimensional dataset with ground truth will be described with reference to Figure 5. Figure 5 is a diagram showing an example of a dimension-reduced multidimensional dataset with ground truth in a table format.
図5に示す例は、図4に示す正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性を3次元に次元削減した多次元データの集合を表形式で表したものである。図5に示す次元削減済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データは、「第1主成分」、「第2主成分」、「第3主成分」を非推定対象属性、「契約数」を推定対象属性として持つ。 The example shown in Figure 5 is a tabular representation of a collection of multidimensional data in which the non-estimation target attributes of each piece of multidimensional data included in the multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 4 have been dimension-reduced to three dimensions. Each piece of multidimensional data included in the dimension-reduced multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 5 has the "first principal component," "second principal component," and "third principal component" as non-estimation target attributes, and "number of contracts" as an estimation target attribute.
「第1主成分」、「第2主成分」及び「第3主成分」は、主成分分析でそれぞれ第1主成分、第2主成分及び第3主成分とした値を取る。なお、これらの第1主成分~第3主成分は、図4に示す正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データが持つ非推定対象属性であってもよいし、新たに定義した属性であってもよい。 The "first principal component", "second principal component" and "third principal component" take the values of the first, second and third principal components, respectively, in principal component analysis. Note that these first to third principal components may be non-estimated target attributes of each multidimensional data included in the multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 4, or may be newly defined attributes.
例えば、図5に示す次元削減済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データは、図4に示す正解付き多次元データセットの1行目の多次元データを次元削減したものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(53,28,103,200)である。同様に、2行目の多次元データは、図4に示す正解付き多次元データセットの2行目の多次元データを次元削減したものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(24,80,9,100)である。For example, the multidimensional data in the first row of the dimension-reduced multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 5 is obtained by reducing the dimensions of the multidimensional data in the first row of the multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 4, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (53, 28, 103, 200). Similarly, the multidimensional data in the second row is obtained by reducing the dimensions of the multidimensional data in the second row of the multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 4, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (24, 80, 9, 100).
なお、図5に示す次元削減済み正解付き多次元データセットは一例であって、例えば、次元削減後の次元数は、適宜、任意の値(ただし、Nよりも小さい2以上の整数値)とすることが可能である。一般に、次元削減後の次元数が小さい方が、より計算量を削減できる一方で、推論時の推定精度が低下する。このため、次元削減後の次元数は、目的とするタスクの種類やそのタスクで要求される計算時間等を考慮して適宜決定される。 Note that the dimension-reduced multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 5 is just one example, and for example, the number of dimensions after dimension reduction can be set to any value (however, an integer value of 2 or more and smaller than N) as appropriate. In general, the smaller the number of dimensions after dimension reduction, the more the amount of calculation can be reduced, but the estimation accuracy during inference decreases. For this reason, the number of dimensions after dimension reduction is appropriately determined taking into consideration the type of target task and the calculation time required for that task, etc.
ステップS103:次に、学習部201のビニング部212は、次元削減済み正解付き多次元データセットを入力として、当該次元削減済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性に対してビニングを行う。そして、学習部201のビニング部212は、ビニング済み正解付き多次元データセットを情報付加部213に出力する。Step S103: Next, the
ここで、ビニング済み正解付き多次元データセットの具体例について、図6を参照しながら説明する。図6は、ビニング済み正解付き多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a binned multidimensional dataset with correct answers will be described with reference to Figure 6. Figure 6 is a diagram showing an example of a binned multidimensional dataset with correct answers in a table format.
図6に示す例は、図5に示す次元削減済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性に対してビニングを行った多次元データの集合を表形式で表したものである。図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データは、「第1主成分」、「第2主成分」、「第3主成分」を非推定対象属性、「契約数」を推定対象属性として持ち、各非推定対象属性の値はビニングされている。 The example shown in Figure 6 is a tabular representation of a collection of multidimensional data in which binning has been performed on the non-estimation target attributes of each piece of multidimensional data included in the dimensionality-reduced multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 5. Each piece of multidimensional data included in the binned multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 6 has the "first principal component," "second principal component," and "third principal component" as non-estimation target attributes and "number of contracts" as an estimation target attribute, and the values of each non-estimation target attribute have been binned.
例えば、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データは、図5に示す次元削減済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データの非推定対象属性の値をビニングしたものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(5,3,10,200)である。同様に、2行目の多次元データは、図5に示す次元削減済み正解付き多次元データセットの2行目の多次元データの非推定対象属性の値をビニングしたものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(2,8,1,100)である。For example, the multidimensional data in the first row of the binned multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 6 is obtained by binning the values of the non-estimated target attributes of the multidimensional data in the first row of the dimension-reduced multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 5, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (5, 3, 10, 200). Similarly, the multidimensional data in the second row is obtained by binning the values of the non-estimated target attributes of the multidimensional data in the second row of the dimension-reduced multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 5, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (2, 8, 1, 100).
なお、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットは一例であって、例えば、ビニングする際のビンの区間幅等は、適宜、任意の値とすることが可能である。Note that the binned multidimensional dataset with correct answers shown in Figure 6 is just one example, and the bin interval width, etc., used when binning can be set to any appropriate value.
ステップS104:次に、学習部201の情報付加部213は、ビニング済み正解付き多次元データセットを入力として、当該ビニング済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データに対して付加情報を付与した学習用多次元データセットを作成する。そして、学習部201の情報付加部213は、学習用多次元データセットを学習処理部214に出力する。Step S104: Next, the
なお、付加情報とは、上述したように、ビニング済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データの各非推定対象属性に関して、その非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を固定したまま、その非推定対象属性の値を変化(ただし、その非推定対象属性が取り得る値の範囲内で変化)させたときの推定対象属性の値で構成される情報のことである。このような推定対象属性の値は、当該非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を固定したまま、当該非推定対象属性の値を変化させたときの推定対象属性の値をビニング済み正解付き多次元データセットから検索し、それらの推定対象属性値を集計することで得られる。As described above, the additional information is information consisting of the values of the attributes to be estimated when the values of the non-estimation target attributes other than the non-estimation target attribute are kept fixed and the values of the non-estimation target attributes other than the non-estimation target attribute are changed (within the range of values that the non-estimation target attribute can take) for each non-estimation target attribute of each piece of multidimensional data included in the binned multidimensional dataset with correct answers. Such values of the attributes to be estimated are obtained by searching the binned multidimensional dataset with correct answers for the values of the attributes to be estimated when the values of the non-estimation target attributes other than the non-estimation target attribute are kept fixed and the values of the non-estimation target attributes are changed, and then aggregating these values of the attributes to be estimated.
ここで、学習用多次元データセットの具体例について、図7を参照しながら説明する。図7は、学習用多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a multidimensional learning dataset will be described with reference to Figure 7. Figure 7 shows an example of a multidimensional learning dataset in a table format.
図7に示す例は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットに含まれる各多次元データに対して付加情報を付加した多次元データの集合を表形式で表したものである。図7に示す学習用多次元データセットに含まれる各多次元データには、「第1主成分以外固定」と「第2主成分以外固定」と「第3主成分以外固定」とで構成される付加情報が付加されている。 The example shown in Figure 7 is a table showing a collection of multidimensional data with additional information added to each piece of multidimensional data included in the binned, answer-included multidimensional dataset shown in Figure 6. Additional information consisting of "fixed except for the first principal component", "fixed except for the second principal component", and "fixed except for the third principal component" has been added to each piece of multidimensional data included in the learning multidimensional dataset shown in Figure 7.
「第1主成分以外固定」は、第2主成分及び第3主成分の値を固定したまま、第1主成分の値を変化させたときの非推定対象属性の値(契約数)を集計したものである。図7に示す例では、第1主成分の値を「0」、「1」等にそれぞれ変化させたときの契約数を集計したものである。"Fixed except for the first principal component" is the aggregation of the values of non-estimated target attributes (number of contracts) when the value of the first principal component is changed while the values of the second and third principal components are kept fixed. In the example shown in Figure 7, the number of contracts is aggregated when the value of the first principal component is changed to "0", "1", etc.
「第2主成分以外固定」は、第1主成分及び第3主成分の値を固定したまま、第2主成分の値を変化させたときの非推定対象属性の値(契約数)を集計したものである。図7に示す例では、第2主成分の値を「0」、「1」等にそれぞれ変化させたときの契約数を集計したものである。"Fixed except for the second principal component" is the total of the values of non-estimated target attributes (number of contracts) when the value of the second principal component is changed while the values of the first and third principal components are kept fixed. In the example shown in Figure 7, the total of the number of contracts is calculated when the value of the second principal component is changed to "0", "1", etc.
「第3主成分以外固定」は、第1主成分及び第2主成分の値を固定したまま、第3主成分の値を変化させたときの非推定対象属性の値(契約数)を集計したものである。図7に示す例では、第3主成分の値を「0」、「1」等にそれぞれ変化させたときの契約数を集計したものである。"Fixed except for the third principal component" is the total of the values of non-estimated target attributes (number of contracts) when the value of the third principal component is changed while the values of the first and second principal components are kept fixed. In the example shown in Figure 7, the total of the number of contracts is calculated when the value of the third principal component is changed to "0", "1", etc.
例えば、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「0」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データセットの第1主成分の値を「0」に変化させたときの契約数を集計したものである。すなわち、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「0」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットで(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(0,3,10)である契約数を集計した値「400」である。For example, the "0" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the first row of the multidimensional data set for learning shown in Figure 7 is the total number of contracts when the value of the first principal component of the multidimensional data set in the first row of the multidimensional data set with binned correct answers shown in Figure 6 is changed to "0". In other words, the "0" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data set in the first row of the multidimensional data set for learning shown in Figure 7 is the total value "400" of the number of contracts where (first principal component, second principal component, third principal component) = (0, 3, 10) in the multidimensional data set with binned correct answers shown in Figure 6.
同様に、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「1」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データセットの第1主成分の値を「1」に変化させたときの契約数を集計したものである。すなわち、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「1」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットで(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(1,3,10)である契約数を集計した値「700」である。Similarly, the "1" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the first row of the learning multidimensional dataset shown in Figure 7 is the total number of contracts when the value of the first principal component of the multidimensional dataset in the first row of the binned correct-answer multidimensional dataset shown in Figure 6 is changed to "1". In other words, the "1" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the first row of the learning multidimensional dataset shown in Figure 7 is the total value "700" of the number of contracts where (first principal component, second principal component, third principal component) = (1, 3, 10) in the binned correct-answer multidimensional dataset shown in Figure 6.
同様に、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第2主成分以外固定」の「0」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データセットの第2主成分の値を「0」に変化させたときの契約数を集計したものである。すなわち、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第2主成分以外固定」の「0」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットで(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(5,0,10)である契約数を集計した値「400」である。Similarly, the "0" in "Fixed except for the second principal component" of the multidimensional data in the first row of the multidimensional data set for learning shown in Figure 7 is the total number of contracts when the value of the second principal component of the multidimensional data set in the first row of the multidimensional data set with binned correct answers shown in Figure 6 is changed to "0". In other words, the "0" in "Fixed except for the second principal component" of the multidimensional data in the first row of the multidimensional data set for learning shown in Figure 7 is the total value "400" of the number of contracts where (first principal component, second principal component, third principal component) = (5, 0, 10) in the multidimensional data set with binned correct answers shown in Figure 6.
同様に、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第2主成分以外固定」の「1」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットの1行目の多次元データセットの第2主成分の値を「1」に変化させたときの契約数を集計したものである。すなわち、図7に示す学習用多次元データセットの1行目の多次元データの「第2主成分以外固定」の「1」は、図6に示すビニング済み正解付き多次元データセットで(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(5,1,10)である契約数を集計した値「500」である。Similarly, the "1" in "Fixed except for the second principal component" of the multidimensional data in the first row of the learning multidimensional dataset shown in Figure 7 is the total number of contracts when the value of the second principal component of the multidimensional dataset in the first row of the binned correct answer multidimensional dataset shown in Figure 6 is changed to "1". In other words, the "1" in "Fixed except for the second principal component" of the multidimensional data in the first row of the learning multidimensional dataset shown in Figure 7 is the total value "500" of the number of contracts where (first principal component, second principal component, third principal component) = (5, 1, 10) in the binned correct answer multidimensional dataset shown in Figure 6.
付加情報のその他の属性についても同様である。以下では、学習用多次元データセットに含まれる各多次元データの「第1主成分」、「第2主成分」及び「第3主成分」の値の組の集合を非推定対象属性値集合Wともいい、その付加情報の集合をXで表すものとする。The same applies to other attributes of the additional information. Hereinafter, the set of values of the "first principal component," "second principal component," and "third principal component" of each multidimensional data included in the multidimensional training dataset is also referred to as the non-estimation target attribute value set W, and the set of additional information is represented by X.
なお、図7に示す学習用多次元データセットは一例であって、例えば、データ拡張等の手法を利用して、学習用多次元データセットに含まれる多次元データからその付加情報の一部を未知(例えば、「-」又は空値等を設定)にした多次元データを作成してもよい。Note that the multidimensional training dataset shown in Figure 7 is just one example, and for example, techniques such as data augmentation may be used to create multidimensional data from the multidimensional data contained in the multidimensional training dataset in which some of the additional information is unknown (for example, by setting it to "-" or a null value, etc.).
ステップS105:次に、学習部201の学習処理部214は、学習用多次元データセットと、学習用推論モデル記憶部205に記憶されている学習用推論モデルとを入力として、当該学習用推論モデルを学習し、学習済み推論モデルを作成する。すなわち、学習部201の学習処理部214は、非推定対象属性値の組を表すベクトルw∈Wと、このwに対応する付加情報x∈Xとを入力として、推定対象属性値yが正しく推定されるように(つまり、学習用推論モデルで推定した推定対象属性値yとその正解との誤差を最小化するように)、既知の誤差逆伝播法等を用いて学習用推論モデルのパラメータを学習する。なお、wに対応するxとは、学習用多次元データセットでwが表す非推定対象属性値の組同一行のxのことである。Step S105: Next, the
ここで、推論モデルは特に限定されないが、例えば、図8に示すようなニューラルネットワークを推論モデルとすることが考えられる。図8に示すニューラルネットワークは、非推定対象属性値の組を表すベクトルwとその付加情報xとを入力として、推定対象属性値yを出力するモデルである。Here, the inference model is not particularly limited, but for example, a neural network as shown in Figure 8 can be used as the inference model. The neural network shown in Figure 8 is a model that receives as input a vector w representing a set of attribute values not to be estimated and its additional information x, and outputs an attribute value y to be estimated.
また、例えば、図9に示すようなニューラルネットワークを推論モデルとしてもよい。図9に示すニューラルネットワークは、非推定対象属性値の組を表すベクトルwとその付加情報xとを入力として、推定対象属性値yと非推定対象属性値の組を表すベクトルw'とを出力するモデルである。このモデルを用いる場合には、推定対象属性値yに加えて、w'がwを正しく再現するように、学習用推論モデルのパラメータを学習する。すなわち、推定対象属性値yに加えて、元のwを再現するw'がマルチタスクに推定されるように、学習用推論モデルのパラメータを学習する。図9に示すようなニューラルネットワークを推論モデルとすることで、付加情報xから特徴を適切に抽出することができるため、推定対象属性値yに当該特徴を十分に反映させることが可能となり、より高い推定精度が得られることが期待できる。 For example, a neural network as shown in FIG. 9 may be used as the inference model. The neural network shown in FIG. 9 is a model that receives a vector w representing a set of non-estimated attribute values and its additional information x, and outputs an estimation target attribute value y and a vector w' representing a set of non-estimated attribute values. When using this model, the parameters of the learning inference model are learned so that in addition to the estimation target attribute value y, w' correctly reproduces w. That is, the parameters of the learning inference model are learned so that in addition to the estimation target attribute value y, w' reproducing the original w is estimated in a multitask. By using a neural network as shown in FIG. 9 as the inference model, it is possible to appropriately extract features from the additional information x, so that the features can be fully reflected in the estimation target attribute value y, and it is expected that higher estimation accuracy can be obtained.
ステップS106:最後に、学習部201の学習処理部214は、学習済み推論モデルを学習済み推論モデル記憶部207に出力する。
Step S106: Finally, the
<推論処理>
次に、本実施形態に係る推論処理について、図10を参照しながら説明する。図10は、本実施形態に係る推論処理の一例を示すフローチャートである。
<Inference processing>
Next, the inference process according to this embodiment will be described with reference to Fig. 10. Fig. 10 is a flowchart showing an example of the inference process according to this embodiment.
ステップS201:まず、推論部202の次元削減部221は、正解無し多次元データ記憶部208に記憶されている正解無し多次元データを入力する。Step S201: First, the
ここで、正解無し多次元データセットの具体例について、図11を参照しながら説明する。図11は、正解無し多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a multidimensional dataset without a correct answer will be described with reference to Figure 11. Figure 11 is a diagram showing an example of a multidimensional dataset without a correct answer in a table format.
図11に示す例は、「年月」、「性別」、「年代」等を非推定対象属性、「契約数」を推定対象属性として持つ多次元データの集合を表形式で表したものである。図11に示す正解無し多次元データセットの1行目の多次元データでは、(年月,性別,年代,・・・,契約数)=(2020/4,男性,30代,・・・,200)である。一方で、2行目の多次元データでは、(年月,性別,年代,・・・,契約数)=(2020/5,女性,20代,・・・,-)である。つまり、2行目の多次元データでは、推定対象属性値である契約数が未知である。このように、正解無し多次元データセットには、推定対象属性値が未知である多次元データが少なくとも含まれている。 The example shown in FIG. 11 is a table showing a set of multidimensional data having non-estimation target attributes such as "year/month," "gender," and "age," and "number of contracts" as an estimation target attribute. In the multidimensional data in the first row of the multidimensional dataset without correct answers shown in FIG. 11, (year/month, gender, age, ..., number of contracts) = (2020/4, male, 30s, ..., 200). On the other hand, in the multidimensional data in the second row, (year/month, gender, age, ..., number of contracts) = (2020/5, female, 20s, ..., -). In other words, in the multidimensional data in the second row, the number of contracts, which is the estimation target attribute value, is unknown. In this way, the multidimensional dataset without correct answers includes at least multidimensional data whose estimation target attribute values are unknown.
ステップS202:次に、推論部202の次元削減部221は、正解無し多次元データセットと、学習済み次元削減モデル記憶部206に記憶されている学習済み次元削減モデルとを入力として、当該学習済み次元削減モデルにより、当該正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する。そして、推論部202の次元削減部221は、次元削減済み正解無し多次元データセットをビニング部212に出力する。Step S202: Next, the
ここで、次元削減済み正解無し多次元データセットの具体例について、図12を参照しながら説明する。図12は、次元削減済み正解無し多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a dimension-reduced, ground-truthless multidimensional dataset will be described with reference to Figure 12. Figure 12 is a diagram showing an example of a dimension-reduced, ground-truthless multidimensional dataset in table form.
図12に示す例は、図11に示す正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性を3次元に次元削減した多次元データの集合を表形式で表したものである。図12に示す次元削減済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データは、「第1主成分」、「第2主成分」、「第3主成分」を非推定対象属性、「契約数」を推定対象属性として持つ。 The example shown in Figure 12 is a tabular representation of a collection of multidimensional data in which the non-estimation target attributes of each piece of multidimensional data included in the multidimensional dataset without a correct answer shown in Figure 11 have been dimension-reduced to three dimensions. Each piece of multidimensional data included in the dimension-reduced multidimensional dataset without a correct answer shown in Figure 12 has the "first principal component," "second principal component," and "third principal component" as non-estimation target attributes, and "number of contracts" as an estimation target attribute.
例えば、図12に示す次元削減済み正解無し多次元データセットの1行目の多次元データは、図11に示す正解無し多次元データセットの1行目の多次元データを次元削減したものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(58,21,109,200)である。同様に、2行目の多次元データは、図11に示す正解無し多次元データセットの2行目の多次元データを次元削減したものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(20,81,6,-)である。For example, the multidimensional data in the first row of the dimension-reduced multidimensional dataset without correct answers shown in Figure 12 is obtained by reducing the dimensions of the multidimensional data in the first row of the multidimensional dataset without correct answers shown in Figure 11, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (58, 21, 109, 200). Similarly, the multidimensional data in the second row is obtained by reducing the dimensions of the multidimensional data in the second row of the multidimensional dataset without correct answers shown in Figure 11, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (20, 81, 6, -).
ステップS203:次に、推論部202のビニング部222は、次元削減済み正解無し多次元データセットを入力として、当該次元削減済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性に対してビニングを行う。そして、推論部202のビニング部222は、ビニング済み正解無し多次元データセットを情報付加部223に出力する。Step S203: Next, the
ここで、ビニング済み正解無し多次元データセットの具体例について、図13を参照しながら説明する。図13は、ビニング済み正解無し多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a binned, no-answer multidimensional dataset will be described with reference to Figure 13. Figure 13 is a diagram showing an example of a binned, no-answer multidimensional dataset in table format.
図13に示す例は、図12に示す次元削減済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データの非推定対象属性に対してビニングを行った多次元データの集合を表形式で表したものである。図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データは、「第1主成分」、「第2主成分」、「第3主成分」を非推定対象属性、「契約数」を推定対象属性として持ち、各非推定対象属性の値はビニングされている。 The example shown in Figure 13 is a tabular representation of a collection of multidimensional data in which binning has been performed on the non-estimation target attributes of each piece of multidimensional data included in the dimensionality-reduced, ground-free multidimensional dataset shown in Figure 12. Each piece of multidimensional data included in the binned, ground-free multidimensional dataset shown in Figure 13 has the "first principal component," "second principal component," and "third principal component" as non-estimation target attributes and "number of contracts" as an estimation target attribute, and the values of each non-estimation target attribute have been binned.
例えば、図13に示す次元削減済み正解無し多次元データセットの1行目の多次元データは、図12に示す次元削減済み正解無し多次元データセットの1行目の多次元データの非推定対象属性の値をビニングしたものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(5,3,10,200)である。同様に、2行目の多次元データは、図12に示す次元削減済み正解無し多次元データセットの2行目の多次元データの非推定対象属性の値をビニングしたものであり、(第1主成分,第2主成分,第3主成分,契約数)=(2,8,1,-)である。For example, the multidimensional data in the first row of the dimension-reduced multidimensional dataset without correct answers shown in FIG. 13 is obtained by binning the values of the non-estimated target attributes of the multidimensional data in the first row of the dimension-reduced multidimensional dataset without correct answers shown in FIG. 12, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (5, 3, 10, 200). Similarly, the multidimensional data in the second row is obtained by binning the values of the non-estimated target attributes of the multidimensional data in the second row of the dimension-reduced multidimensional dataset without correct answers shown in FIG. 12, and is (first principal component, second principal component, third principal component, number of contracts) = (2, 8, 1, -).
ステップS204:次に、推論部202の情報付加部223は、ビニング済み正解無し多次元データセットを入力として、当該ビニング済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データに対して付加情報を付与した推論用多次元データセットを作成する。そして、推論部202の情報付加部223は、推論用多次元データセットを推定処理部224に出力する。Step S204: Next, the
ここで、推論用多次元データセットの具体例について、図14を参照しながら説明する。図14は、推論用多次元データセットの一例を表形式で示す図である。Here, a specific example of a multidimensional data set for inference will be described with reference to Figure 14. Figure 14 is a diagram showing an example of a multidimensional data set for inference in a table format.
図14に示す例は、図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットに含まれる各多次元データに対して付加情報を付加した多次元データの集合を表形式で表したものである。図14に示す推論用多次元データセットに含まれる各多次元データには、「第1主成分以外固定」と「第2主成分以外固定」と「第3主成分以外固定」とで構成される付加情報が付加されている。The example shown in Figure 14 is a table showing a collection of multidimensional data with additional information added to each piece of multidimensional data included in the binned, answer-free multidimensional dataset shown in Figure 13. Additional information consisting of "fixed except for the first principal component", "fixed except for the second principal component", and "fixed except for the third principal component" has been added to each piece of multidimensional data included in the multidimensional dataset for inference shown in Figure 14.
例えば、図14に示す推論用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「0」は、図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットの1行目の多次元データセットの第1主成分の値を「0」に変化させたときの契約数を集計したものである。すなわち、図14に示す推論用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「0」は、図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットで(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(0,3,10)である契約数を集計した値「400」である。For example, the "0" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the first row of the inference multidimensional dataset shown in Figure 14 is the total number of contracts when the value of the first principal component of the multidimensional dataset in the first row of the binned multidimensional dataset without correct answers shown in Figure 13 is changed to "0". In other words, the "0" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the first row of the inference multidimensional dataset shown in Figure 14 is the total value "400" of the number of contracts where (first principal component, second principal component, third principal component) = (0, 3, 10) in the binned multidimensional dataset without correct answers shown in Figure 13.
同様に、図14に示す推論用多次元データセットの2行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「0」は、図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットの2行目の多次元データセットの第1主成分の値を「0」に変化させたときの契約数を集計したものである。すなわち、図14に示す推論用多次元データセットの2行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「0」は、図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットで(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(0,8,1)である契約数を集計した値「500」である。Similarly, the "0" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the second row of the inference multidimensional dataset shown in FIG. 14 is the total number of contracts when the value of the first principal component of the multidimensional dataset in the second row of the binned multidimensional dataset without correct answers shown in FIG. 13 is changed to "0". In other words, the "0" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the second row of the inference multidimensional dataset shown in FIG. 14 is the total value "500" of the number of contracts where (first principal component, second principal component, third principal component) = (0, 8, 1) in the binned multidimensional dataset without correct answers shown in FIG. 13.
ここで、或る非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を固定したまま、その非推定対象属性の値を或る値に変化させたときに推定対象属性の値が存在しない場合には、付加情報には「-」又は空値等が設定される。例えば、図14に示す推論用多次元データセットの1行目の多次元データの「第1主成分以外固定」の「1」には「-」が設定されている。これは、図13に示すビニング済み正解無し多次元データセットには、(第1主成分,第2主成分,第3主成分)=(1,3,10)のときの契約数が存在しないためである。Here, if the value of a non-estimation target attribute other than a certain non-estimation target attribute is changed to a certain value while keeping the value of the non-estimation target attribute fixed, and the value of the attribute to be estimated does not exist, a "-" or a null value, etc. is set in the additional information. For example, "1" in "Fixed except for the first principal component" of the multidimensional data in the first row of the inference multidimensional data set shown in FIG. 14 is set to "-". This is because the binned, correct answer-free multidimensional data set shown in FIG. 13 does not have the number of contracts when (first principal component, second principal component, third principal component) = (1, 3, 10).
付加情報のその他の属性についても同様である。以下では、学習時と同様に、推論用多次元データセットに含まれる各多次元データの「第1主成分」、「第2主成分」及び「第3主成分」の値の組の集合を非推定対象属性値集合Wともいい、その付加情報の集合をXで表すものとする。The same applies to other attributes of the additional information. In the following, as in the learning process, the set of values of the "first principal component," "second principal component," and "third principal component" of each multidimensional data included in the multidimensional dataset for inference is also referred to as the non-estimation target attribute value set W, and the set of additional information is represented by X.
ステップS205:次に、推論部202の推定処理部224は、推論用多次元データセットと、学習済み推論モデル記憶部207に記憶されている学習済み推論モデルとを入力として、当該学習済み推論モデルにより推定対象属性値を推定する。すなわち、推論部202の推定処理部224は、非推定対象属性値の組を表すベクトルw∈Wと、このwに対応する付加情報x∈Xとを入力として、学習済み推論モデルにより推定対象属性値yを推定する。Step S205: Next, the
ステップS206:最後に、推論部202の推定処理部224は、学習済み推論モデルの推定結果(つまり、推定対象属性値y)を推定結果記憶部209に出力する。
Step S206: Finally, the
<まとめ>
以上のように、本実施形態に係る推論装置10は、各非推定対象属性に関して、その非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を固定したまま、その非推定対象属性の値を変化させたときの推定対象属性の値で構成される付加情報を作成した上で、この付加情報も用いて学習及び推論を行う。これにより、大域的な特徴を抽出することができるため、より高精度な推論が可能になる。
<Summary>
As described above, the
また、本実施形態に係る推論装置10は、付加情報を作成する前に、非推定対象属性の次元数を削減すると共に、ビニングにより各非推定対象属性の属性値数を削減する。これにより、非推定対象属性数やその属性値数が多い場合であっても、計算量を削減することが可能となる。例えば、次元削減前の非推定対象属性の数をN、その属性値の平均をMとした場合、次元削減及びビニングを行わないとN×M個の属性値に対して計算を行う必要がある。一方、次元削減後の非推定対象属性の数をn<N、ビニング後の属性値の平均をm<Mとした場合、本実施形態ではn×m個の属性値に対して計算を行えばよく、より少ない計算量で学習及び推論を行うことが可能となる。
In addition, the
本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲の記載から逸脱することなく、種々の変形や変更、既知の技術との組み合わせ等が可能である。The present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments above, and various modifications, variations, combinations with known technologies, etc. are possible without departing from the scope of the claims.
10 推論装置
101 入力装置
102 表示装置
103 外部I/F
103a 記録媒体
104 通信I/F
105 プロセッサ
106 メモリ装置
107 バス
201 学習部
202 推論部
203 正解付き多次元データ記憶部
204 学習用次元削減モデル記憶部
205 学習用推論モデル記憶部
206 学習済み次元削減モデル記憶部
207 学習済み推論モデル記憶部
208 正解無し多次元データ記憶部
209 推定結果記憶部
211 次元削減部
212 ビニング部
213 情報付加部
214 学習処理部
221 次元削減部
222 ビニング部
223 情報付加部
224 推定処理部
10
103a Recording medium 104 Communication I/F
105
Claims (6)
前記多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する次元削減手順と、
前記次元削減後の多次元データの前記非推定対象属性の値をビニングするビニング手順と、
前記ビニング後の多次元データに対して、所定の付加情報を付加する情報付加手順と、
前記付加情報が付加された多次元データを用いて、前記推定対象属性の値を推定するための推論モデルのパラメータを学習する学習手順と、
をコンピュータが実行し、
前記情報付加手順は、
前記ビニング後の多次元データの前記非推定対象属性毎に、前記非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を変化させたときの前記推定対象属性の値の集計値を前記付加情報として付加する、学習方法。 an input step of inputting multidimensional data having an estimation target attribute indicating an attribute of an estimation target and two or more non-estimation target attributes indicating attributes other than the estimation target attribute;
A dimension reduction procedure for reducing the number of dimensions of non-estimated target attributes of the multidimensional data;
a binning step of binning values of the non-estimated target attributes of the multidimensional data after the dimensionality reduction;
an information addition step of adding predetermined additional information to the multidimensional data after the binning;
a learning procedure for learning parameters of an inference model for estimating a value of the attribute to be estimated, using the multidimensional data to which the additional information is added;
The computer executes
The information addition step includes:
a total value of the value of the attribute to be estimated when a value of a non-estimation target attribute other than the non-estimation target attribute is changed is added as the additional information for each of the non-estimation target attributes of the multidimensional data after the binning .
前記非推定対象属性の値を入力として前記推論モデルにより推定された前記推定対象属性の値と前記推定対象属性の値の正解との誤差、及び、前記推論モデルにより再現された前記非推定対象属性の値と前記推論モデルに入力された前記非推定対象属性の値との誤差、を最小化するように、前記推論モデルのパラメータを学習する、請求項1に記載の学習方法。 The learning procedure includes:
The learning method according to claim 1, further comprising: learning parameters of the inference model so as to minimize an error between the value of the attribute to be estimated by the inference model using the value of the attribute to be non-estimated as input and a correct answer for the value of the attribute to be estimated; and an error between the value of the attribute to be non-estimated reproduced by the inference model and the value of the attribute to be non- estimated input to the inference model.
前記多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する次元削減手順と、
前記次元削減後の多次元データの前記非推定対象属性の値をビニングするビニング手順と、
前記ビニング後の多次元データに対して、所定の付加情報を付加する情報付加手順と、
前記付加情報が付加された多次元データを用いて、予め学習済みの推論モデルにより前記推定対象属性の値を推定する推定手順と、
をコンピュータが実行し、
前記情報付加手順は、
前記ビニング後の多次元データの前記非推定対象属性毎に、前記非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を変化させたときの前記推定対象属性の値の集計値を前記付加情報として付加する、推論方法。 an input step of inputting multidimensional data having an estimation target attribute indicating an attribute of an estimation target and two or more non-estimation target attributes indicating attributes other than the estimation target attribute;
A dimension reduction procedure for reducing the number of dimensions of non-estimated target attributes of the multidimensional data;
a binning step of binning values of the non-estimated target attributes of the multidimensional data after the dimensionality reduction;
an information addition step of adding predetermined additional information to the multidimensional data after the binning;
an estimation step of estimating a value of the attribute to be estimated by a previously trained inference model using the multidimensional data to which the additional information is added;
The computer executes
The information addition step includes:
an inference method comprising: adding, as the additional information, an aggregate value of the value of the attribute to be estimated when a value of a non-estimation target attribute other than the non-estimation target attribute is changed for each of the non-estimation target attributes of the multidimensional data after the binning .
前記多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する次元削減部と、
前記次元削減後の多次元データの前記非推定対象属性の値をビニングするビニング部と、
前記ビニング後の多次元データに対して、所定の付加情報を付加する情報付加部と、
前記付加情報が付加された多次元データを用いて、前記推定対象属性の値を推定するための推論モデルのパラメータを学習する学習部と、
を有し、
前記情報付加部は、
前記ビニング後の多次元データの前記非推定対象属性毎に、前記非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を変化させたときの前記推定対象属性の値の集計値を前記付加情報として付加する、学習装置。 an input unit for inputting multidimensional data having an estimation target attribute indicating an attribute of an estimation target and two or more non-estimation target attributes indicating attributes other than the estimation target attribute;
A dimension reduction unit that reduces the number of dimensions of a non-estimation target attribute of the multidimensional data;
a binning unit that bins values of the non-estimation target attributes of the multidimensional data after the dimension reduction;
an information adding unit that adds predetermined additional information to the multidimensional data after the binning;
a learning unit that learns parameters of an inference model for estimating a value of the attribute to be estimated, using the multidimensional data to which the additional information is added;
having
The information addition unit is
a learning device that adds, for each of the non-estimation target attributes of the multidimensional data after the binning, a total value of the values of the estimation target attributes when values of non-estimation target attributes other than the non-estimation target attributes are changed as the additional information .
前記多次元データの非推定対象属性の次元数を削減する次元削減部と、
前記次元削減後の多次元データの前記非推定対象属性の値をビニングするビニング部と、
前記ビニング後の多次元データに対して、所定の付加情報を付加する情報付加部と、
前記付加情報が付加された多次元データを用いて、予め学習済みの推論モデルにより前記推定対象属性の値を推定する推定部と、
を有し、
前記情報付加部は、
前記ビニング後の多次元データの前記非推定対象属性毎に、前記非推定対象属性以外の非推定対象属性の値を変化させたときの前記推定対象属性の値の集計値を前記付加情報として付加する、推論装置。 an input unit for inputting multidimensional data having an estimation target attribute indicating an attribute of an estimation target and two or more non-estimation target attributes indicating attributes other than the estimation target attribute;
A dimension reduction unit that reduces the number of dimensions of a non-estimation target attribute of the multidimensional data;
a binning unit that bins values of the non-estimation target attributes of the multidimensional data after the dimension reduction;
an information adding unit that adds predetermined additional information to the multidimensional data after the binning;
an estimation unit that estimates a value of the estimation target attribute by a pre-trained inference model using the multidimensional data to which the additional information is added;
having
The information addition unit is
an inference device that adds, for each non-estimation target attribute of the multidimensional data after the binning, an aggregate value of the value of the attribute to be estimated when the value of a non-estimation target attribute other than the non-estimation target attribute is changed as the additional information .
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| 守口 裕介 ほか,軌跡間の時空間特徴量を用いた人のグループ検出,電子情報通信学会論文誌 (J96-D)情報・システム,日本,一般社団法人電子情報通信学会,2013年11月01日,第J96-D巻, 第11号,pp.2776-2783,ISSN: 1880-4535, 特に第3.1節 |
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