決定木
Decision Tree
けっていぎ
データを特徴量の条件で繰り返し分岐させた木構造のモデルで、分類や回帰を行う機械学習の手法。分岐の基準にはジニ不純度や情報利得(エントロピーの減少)を使う。判断の過程が分かりやすく説明性が高いが、過学習しやすいため、ランダムフォレストなどのアンサンブル学習の基礎として使われる。
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他の資格での定義
データの特徴量や条件に基づいて分岐を木構造で表現し、分類・回帰・意思決定を行う手法。結果の解釈が容易で可視化しやすい。機械学習ではランダムフォレストの基礎となり、意思決定分析では期待値やリスクの評価に用いられる。
特徴量に基づく条件分岐を木構造で表現し、分類や回帰を行う機械学習手法。情報利得やジニ不純度を基準にノードを分割する。解釈性が高く、ランダムフォレストや勾配ブースティングの基礎となる。
データを条件分岐により樹形図状に分類・予測する分析手法。各ノードで属性の条件による分割を繰り返し、分類ルールを自動的に導出する。結果の解釈が容易な特徴がある。
特徴量に関する条件で、データを木の形に繰り返し分岐させて予測を行う機械学習のモデル。各分岐では、ジニ不純度やエントロピー(情報利得)が最もよく減る特徴量と分割点を選び、分類にも回帰にも使える。判断の根拠を人が読み取りやすい一方、深く育てると過学習しやすいので深さの制限や枝刈りを行い、ランダムフォレストや勾配ブースティングの基本の部品になる。
Past Exams
過去問での出題
過去問で 4 回出題(ITストラテジスト試験 2・応用情報技術者試験 1・システムアーキテクト試験 1)
出典: 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。
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関連キーワードの用語
教師あり学習で扱う問題の一つで、入力データから売上高や気温などの連続的な数値を予測すること。線形回帰、決定木、ニューラルネットワークなどの手法が使われ、予測値と正解値の誤差(平均二乗誤差など)でモデルを評価する。カテゴリを予測する分類と対比される。
教師あり学習で扱う問題の一つで、入力データがあらかじめ決められたどのカテゴリ(クラス)に属するかを予測すること。迷惑メールの判定や画像に写った物体の識別などが例で、ロジスティック回帰、決定木、サポートベクトルマシンなどの手法が使われ、正解率、適合率、再現率などで評価する。
説明変数の一次式をシグモイド関数で0から1の値に変換し、ある事象が起きる確率を予測する手法。名前に回帰とあるが、主に購入するか否か、合格か不合格かといった2値の分類に使われ、確率がしきい値を超えるかでクラスを判定する。係数から各変数の影響の大きさを解釈しやすい。
複数の学習モデルを組み合わせ、それらの予測を多数決や平均などで統合して、単独のモデルより高い精度と安定性を得る手法。データを復元抽出して並列に学習させるバギング(ランダムフォレストなど)と、前のモデルの誤りを補うように順に学習させるブースティング(勾配ブースティングなど)が代表的である。
正解(ラベル)のないデータから、データに潜む構造や規則性をモデルに見つけさせる機械学習の手法。似たデータをまとめるクラスタリング、特徴を少ない次元にまとめる次元削減、よく一緒に現れる項目の組合せを見つけるアソシエーション分析、異常検知などに使われる。
目的変数を説明変数の一次式(直線や平面)で表して予測する回帰の手法。予測値と実測値の誤差の二乗和が最小になるように係数を求める(最小二乗法)。説明変数が1つのものを単回帰、複数のものを重回帰という。
