ISBN 9784297132361

Rユーザのためのtidymodels[実践]入門〜モダンな統計・機械学習モデリングの世界

Rユーザのためのtidymodels[実践]入門〜モダンな統計・機械学習モデリングの世界
出版社
技術評論社
刊行
2023-01

概要

Rでのモデリング工程をtidymodelsで統一インターフェース化する

想定読者

Rを使ったデータ分析・機械学習のパイプラインを整理したいデータサイエンティストや統計担当者

こんな人には向いていない

  • PythonのsciKit-learnで既に分析環境が確立しており、Rに移行する予定のない人
  • tidyverseを使ったデータ整形の経験がなく、Rの基礎から学ぶ必要がある初学者
  • 本番システムへのモデルデプロイより探索的分析の自由度を優先したい人

読了後にできるようになること

  • rsampleパッケージによるデータ分割・リサンプリング(交差検証・ブートストラップ)の設計ができる
  • recipesパッケージで前処理ステップを宣言的に定義し、学習・評価に一貫して適用できる
  • parsnipで線形回帰・分類モデルを統一APIで切り替えながら比較評価できる
  • workflowsとworkflowsetsで複数の前処理×モデルの組み合わせを一元管理できる
  • tuneパッケージによるハイパーパラメータチューニングの手順と評価指標の選び方を習得できる
  • tidymodelsをMeCabと組み合わせた日本語自然言語処理モデリングの流れを理解できる

本書のキー概念(章解説)

  • 第 1 章 データの準備 — rsampleとrecipesの基本。ここを丁寧に読むと後章の前処理設計への理解が深まる
  • 第 2 章 回帰モデルの作成 — parsnipとyardstickの使い方を回帰問題で習得する。モデル比較の基本パターンが学べる
  • 第 3 章 分類モデルの作成 — ROC曲線など確率的評価指標の扱いも含む。実務の分類タスクに直結
  • 第 4 章 モデルの運用 — workflowsとworkflowsetsによる複数モデル一元管理。本番移行を意識した章
  • 第 5 章 ハイパーパラメータチューニング — tuneパッケージの実装。チューニング手法の選択基準も解説
  • 第 6 章 自然言語処理を使ったtidymodels実践 — MeCabとの連携という日本語特有の実践例。他章と独立して参照できる

ハイライト

  • tidymodelsパッケージ群を利用することで、スムーズなデータ分析パイプラインを効率的に構築できるようになるでしょう(パッケージ間インターフェース不統一という課題解決の核心が端的に表現されている箇所)
  • 同じ用途であってもパッケージごとに関数の記法が違ったり、データの入力形式や出力形式が違ったりするため、コーディングは意識しなければバラバラになってしまいます(本書が解くべき課題を読者が即座に共感できる形で示している)

外部からの言及

  • tidymodelsを実際に使ってみた記事の中で、本書が主な知識源として位置づけられており、『主なことは本書に書いてある』という形で一次リファレンスとして扱われている(qiita)
  • Rユーザー向け機械学習書82冊をまとめたリストでプログラミング部門の1冊として選出。tidymodelsが現代Rでの統計・機械学習の標準的な進め方であることを前提に推薦されている(qiita)

編集メモ

Qiita上でtidymodelsの実践記事が複数確認され、うち3件が本書を一次参照として明示的に引用。2024年版Rユーザー向け書籍82冊リスト(likes10)にも選出。Qiita累計likes集計が困難なため定量値は限定的だが、R機械学習書としての実務参照実績は確認できる

読む前に押さえておきたいこと

  • Rの基本的な操作とtidyverse(dplyr/ggplot2)によるデータ整形の経験
  • 回帰・分類など機械学習モデルの種類と評価指標(精度・RMSE等)の概念的理解
  • データの学習/テスト分割と過学習の概念を知っている

学習のコツ

  • 第1章(rsample+recipes)は後のすべての章の基盤。ここでデータ分割と前処理の考え方を固めてから2章以降に進む
  • 第2・3章はparsnipとyardstickの習得章として対になっている。回帰と分類を連続して読むと評価指標の違いが対比的に理解できる
  • 第4章(workflowsets)は前章で覚えた部品の組み合わせ方。複数モデルを比較する実務シナリオを手元で試しながら読むと吸収が早い
  • 第6章(NLP)はMeCabのセットアップが必要。環境構築を先に済ませてから読むと詰まらずに動かせる
出版社による内容紹介

Rには多くの分析手法を実行するパッケージが提供されていますが、同じ用途であってもパッケージごとに関数の記法が違ったり、データの入力形式や出力形式が違ったりするため、データの前処理やモデルの評価といった工程におけるコーディングは、意識しなければバラバラになってしまいます。また、これが原因でスムーズな分析パイプラインを作成できず、分析環境で行ったモデリングを本番システムへ移行することを考えると、その保守は困難を極めます。 これらの問題を解消するために開発され、統一的なインターフェースを提供するのがtidymodelsです。データ整形における同様のコーディングの問題を解決するためのパッケージ群で知られるtidyverseのプロジェクトの1つとして注目を浴びています。 データ分析の工程には、データ準備、モデルの作成、モデルの評価、モデルの改善、モデルの運用といった一連の工程があります。本書ではそれぞれの工程をtidymodelsパッケージ群で行う方法について解説します。tidymodelsパッケージ群を利用することで、スムーズなデータ分析パイプラインを効率的に構築できるようになるでしょう。 tidymodelsとは 本書の特徴 本書の構成 本書の対象読者 本書で解説しなかったこと 本書のサポートページ ようこそtidymodelsの世界へ 第1章 データの準備 ■1-1 データ分割とリサンプリング法 ■1-2 rsampleパッケージによるデータ分割のアプローチ ■1-3 無作為抽出によるデータ分割が不適切なケースへの対応 ■1-4 リサンプリング法 ■1-5 recipesパッケージによる前処理 ■1-6 まとめと参考文献 第2章 回帰モデルの作成 ■2-1 statsパッケージによる線形回帰モデルの作成 ■2-2 parsnipパッケージによる線形回帰モデルの作成 ■2-3 parsnipパッケージの便利な機能 ■2-4 yardstickパッケージによるモデルの評価 ■2-5 まとめと参考文献 第3章 分類モデルの作成 ■3-1 分類モデルとは ■3-2 parsnipパッケージのpredict()関数の扱い方 ■3-3 parsnipパッケージによる分類モデルの作成 ■3-4 yardstickパッケージによる離散値の評価指標 ■3-5 yardstickパッケージによる連続的な確率に対する評価指標 ■3-6 まとめと参考文献 第4章 モデルの運用 ■4-1 workflowsパッケージによるレシピやモデル、データの変更 ■4-2 workflowsetsパッケージによる複数レシピ・モデルの一元管理 ■4-3 まとめと参考文献 第5章 ハイパーパラメータチューニング ■5-1 ハイパーパラメータチューニングの流れ ■5-2 ハイパーパラメータチューニングの手法 ■5-3 tuneパッケージによるハイパーパラメータチューニング ■5-4 まとめと参考文献 第6章 自然言語処理を使ったtidymodels実践 ■6-1 データと形態素解析器MeCabの準備 ■6-2 tidymodelsによるモデリング ■6-3 まとめと参考文献

この本がどの学習段階で役立つかは、 関連する ロードマップ から確認できます。

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