AI関連の用語集

勾配ブースティングとは?-AI関連の用語集【クラベルAI】-

勾配ブースティングとは?AI関連の用語集【クラベルAI】

勾配ブースティング(Gradient Boosting)

AIの手法
アイちゃんのイラスト前の木の間違いを、次の木が直す
  1. 1本目の木で大まかに当てます。
  2. 外れたところを次の木が直します。
  3. 木を足すほど、精度が上がります。

勾配ブースティングとは、前の木の間違いを次の木が直す形で、小さな木を1本ずつ足していく手法のことです。木を並べて足し合わせる点はランダムフォレストと似ていますが、順番に学ぶ点が違います。1本目で外れたところを2本目が補う、という流れを重ねて精度を高めます。表形式のデータで、特に高い精度が出やすい手法です。

勾配ブースティング(Gradient Boosting)関連用語

勾配ブースティング(Gradient Boosting)に関連する単語は以下の通りです。

勾配ブースティング(Gradient Boosting)で知っておくと得する有益情報

勾配ブースティングは高精度ですが、設定しだいで結果が変わります。

  • 順番に学ぶ前の木の誤差を見て、次の木を作ります。ランダムフォレストは並行して作ります。
  • 足しすぎに注意木を増やしすぎると過学習になるため、早期終了などで止めます。
  • 設定が成績を左右する木の数、深さ、1本の影響の大きさなどを調整して、最良の組み合わせを探します。

ランダムフォレストとの違い

観点ランダムフォレスト勾配ブースティング
木の作り方並行して独立に作る順番に、誤差を直す形で作る
精度安定している高いが調整が必要
設定の手間比較的少ないやや多い

木を足す効果を試算する

1本ごとに誤差の一部を直していくと、誤差がどう減るかを計算します。

残る誤差0%

単純化した例です。実際の誤差は、ここまで一定に減るとは限りません。

順番に弱点を直す仕組みが、高い精度を生みます。

勾配ブースティング(Gradient Boosting)やさしい解説

いたずらなくまのイラスト
木が前の木の間違いを直すって、どういうこと?
アイちゃんのイラスト
答案の直しにたとえられます。1人目が採点し、間違いを2人目が補い、3人目がさらに補います。
アイちゃんのイラスト
一度に完璧を目指さず、少しずつ直して、最後に全員の直しを足し合わせます。

需要予測のように、データの傾向が複雑な場面で力を発揮します。精度が出やすい反面、設定を調整する手間はかかります。また、学習用のデータに合わせすぎないよう、取り分けたデータで確かめながら進めます。

勾配ブースティング(Gradient Boosting)についてのみんなの疑問

質問する、いたずらなくまのイラスト

勾配ブースティングと、XGBoostは同じものですか?

答えるアイちゃんのイラスト

XGBoostは、勾配ブースティングを実装した人気のツールです。同じ考え方を使った、LightGBMやCatBoostなどもあります。名前は違っても、順番に木を足していく基本は共通です。

質問する、いたずらなくまのイラスト

ランダムフォレストと、どちらを使えばいいですか?

答えるアイちゃんのイラスト

まず手軽なランダムフォレスト、精度を追うなら勾配ブースティングが目安です。どちらも表形式のデータが得意です。試して、検証データの成績が良いほうを選ぶのが確実です。

質問する、いたずらなくまのイラスト

データが少ないときにも使えますか?

答えるアイちゃんのイラスト

使えますが、過学習に気をつけます。データが少ないと、順番に直す仕組みが偶然の癖まで拾いがちです。木を浅くして、小さく試すところから始めましょう。

AI関連の用語集【まとめ】

AI関連の用語集が気になる方のために、用語集一覧を作成しました。AIに関する学びを深めたいとお考えの方は、ぜひご覧ください。

アイちゃんのイラストAI関連の用語集(全用語)気になった言葉は、ここからまとめて探せます。用語集を開く →

参考にした公式情報:scikit-learn:Gradient Boosting

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