哪些特征对我的机器学习模型影响最大?
测量特征重要性没有灵丹妙药,排列重要性是常用的方法之一。与其他技术相比,它具有以下优点。
- 快速计算
- 易于使用和理解
- 它具有我们想要的特征重要性度量的属性。
它是如何工作的 ?
在训练机器学习模型之后计算置换重要性。这种技术向训练有素的模型提出问题,如果我们在保留目标和所有其他列的同时随机打乱一列验证数据,那将如何影响预测机器学习模型的准确性呢?
对单个列的随机打乱应该会导致预测不那么准确,并且我们远不及任何实际数据。因此,对于一个具有高度重要性的特征,这种 random-reshuffle会对机器学习模型预测的准确性造成更大的损害。
Fig.1 Random shuffle of 'Height at age 10(cm)' col
如图1所示,只有“10岁(cm)时的高度”这一列的值被reshuffled ,而其他列中的值与之前一样。如果这一列对训练后的模型非常重要那么这种reshuffle会严重影响性能。
Python代码示例
示例数据集是FIFA 2018 Statistics(https://www.kaggle.com/mathan/fifa-2018-match-statistics#FIFA%202018%20Statistics.csv),下面你可以看到一个简单的RandomForestClassifier正在训练,以预测来自球队的球员是否赢得了“Man of the match”奖。Python代码如下:
import numpy as np import pandas as pd from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier df = pd.read_csv('FIFA 2018 Statistics.csv') y = df['Man of the Match']=='Yes' features = [i for i in df.columns if df[i].dtype in [np.int64]] X = df[features] train_X, val_X, train_y, val_y = train_test_split(X, y, random_state=1) model = RandomForestClassifier(random_state=0).fit(train_X, train_y)
然后我们使用'eli5'库来计算排列重要性,Python代码如下:
import eli5 from eli5.sklearn import PermutationImportance perm = PermutationImportance(model, random_state=1).fit(val_X, val_y) eli5.show_weights(perm, feature_names=val_X.columns.tolist())
解释结果
特征从上到下依次降低。每行中的第一个数字表示通过该特征的reshuffle 减少了模型性能。第二个数字是特征列的不同reshuffle 的性能降低的随机性的度量。