ナイーブベイズ - RDDベースAPI

ナイーブベイズは、各特徴量のペア間の独立性を仮定するシンプルな多クラス分類アルゴリズムです。ナイーブベイズは非常に効率的に学習できます。学習データに対して単一パスで、各特徴量のラベル付き条件付き確率分布を計算し、その後ベイズの定理を適用して観測値付きラベルの条件付き確率分布を計算し、予測に使用します。

spark.mllibは、多項ナイーブベイズベルヌーイナイーブベイズをサポートしています。これらのモデルは通常、文書分類に使用されます。その文脈では、各観測値は文書であり、各特徴量は用語の頻度(多項ナイーブベイズの場合)または文書中に用語が見つかったかどうかを示すゼロまたはイチ(ベルヌーイナイーブベイズの場合)の値を持つ用語を表します。特徴量の値は非負である必要があります。モデルタイプは、オプションパラメータ「multinomial」または「bernoulli」で選択され、「multinomial」がデフォルトです。加法平滑化は、パラメータ $\lambda$ (デフォルトは1.0)を設定することで使用できます。文書分類の場合、入力特徴量ベクトルは通常スパースであり、スパース性を活用するためにスパースベクトルを入力として供給する必要があります。学習データは一度しか使用されないため、キャッシュする必要はありません。

NaiveBayesは多項ナイーブベイズを実装しています。これは、LabeledPointのRDDと、オプションの平滑化パラメータlambdaを入力として受け取り、評価および予測に使用できるNaiveBayesModelを出力します。

Python APIはまだモデルの保存/読み込みをサポートしていませんが、将来的にはサポートされる予定です。

NaiveBayes PythonドキュメントおよびNaiveBayesModel Pythonドキュメントを参照して、APIの詳細を確認してください。

from pyspark.mllib.classification import NaiveBayes, NaiveBayesModel
from pyspark.mllib.util import MLUtils



# Load and parse the data file.
data = MLUtils.loadLibSVMFile(sc, "data/mllib/sample_libsvm_data.txt")

# Split data approximately into training (60%) and test (40%)
training, test = data.randomSplit([0.6, 0.4])

# Train a naive Bayes model.
model = NaiveBayes.train(training, 1.0)

# Make prediction and test accuracy.
predictionAndLabel = test.map(lambda p: (model.predict(p.features), p.label))
accuracy = 1.0 * predictionAndLabel.filter(lambda pl: pl[0] == pl[1]).count() / test.count()
print('model accuracy {}'.format(accuracy))

# Save and load model
output_dir = 'target/tmp/myNaiveBayesModel'
shutil.rmtree(output_dir, ignore_errors=True)
model.save(sc, output_dir)
sameModel = NaiveBayesModel.load(sc, output_dir)
predictionAndLabel = test.map(lambda p: (sameModel.predict(p.features), p.label))
accuracy = 1.0 * predictionAndLabel.filter(lambda pl: pl[0] == pl[1]).count() / test.count()
print('sameModel accuracy {}'.format(accuracy))
完全なサンプルコードは、Sparkリポジトリの「examples/src/main/python/mllib/naive_bayes_example.py」で参照してください。

NaiveBayesは多項ナイーブベイズを実装しています。これは、LabeledPointのRDDと、オプションの平滑化パラメータlambda、オプションのモデルタイプパラメータ(デフォルトは「multinomial」)を入力として受け取り、評価および予測に使用できるNaiveBayesModelを出力します。

NaiveBayes ScalaドキュメントおよびNaiveBayesModel Scalaドキュメントを参照して、APIの詳細を確認してください。

import org.apache.spark.mllib.classification.{NaiveBayes, NaiveBayesModel}
import org.apache.spark.mllib.util.MLUtils

// Load and parse the data file.
val data = MLUtils.loadLibSVMFile(sc, "data/mllib/sample_libsvm_data.txt")

// Split data into training (60%) and test (40%).
val Array(training, test) = data.randomSplit(Array(0.6, 0.4))

val model = NaiveBayes.train(training, lambda = 1.0, modelType = "multinomial")

val predictionAndLabel = test.map(p => (model.predict(p.features), p.label))
val accuracy = 1.0 * predictionAndLabel.filter(x => x._1 == x._2).count() / test.count()

// Save and load model
model.save(sc, "target/tmp/myNaiveBayesModel")
val sameModel = NaiveBayesModel.load(sc, "target/tmp/myNaiveBayesModel")
完全なサンプルコードは、Sparkリポジトリの「examples/src/main/scala/org/apache/spark/examples/mllib/NaiveBayesExample.scala」で参照してください。

NaiveBayesは多項ナイーブベイズを実装しています。これは、Scala RDDのLabeledPointと、オプションの平滑化パラメータlambdaを入力として受け取り、評価および予測に使用できるNaiveBayesModelを出力します。

NaiveBayes JavaドキュメントおよびNaiveBayesModel Javaドキュメントを参照して、APIの詳細を確認してください。

import scala.Tuple2;
import org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
import org.apache.spark.mllib.classification.NaiveBayes;
import org.apache.spark.mllib.classification.NaiveBayesModel;
import org.apache.spark.mllib.regression.LabeledPoint;
import org.apache.spark.mllib.util.MLUtils;

String path = "data/mllib/sample_libsvm_data.txt";
JavaRDD<LabeledPoint> inputData = MLUtils.loadLibSVMFile(jsc.sc(), path).toJavaRDD();
JavaRDD<LabeledPoint>[] tmp = inputData.randomSplit(new double[]{0.6, 0.4});
JavaRDD<LabeledPoint> training = tmp[0]; // training set
JavaRDD<LabeledPoint> test = tmp[1]; // test set
NaiveBayesModel model = NaiveBayes.train(training.rdd(), 1.0);
JavaPairRDD<Double, Double> predictionAndLabel =
  test.mapToPair(p -> new Tuple2<>(model.predict(p.features()), p.label()));
double accuracy =
  predictionAndLabel.filter(pl -> pl._1().equals(pl._2())).count() / (double) test.count();

// Save and load model
model.save(jsc.sc(), "target/tmp/myNaiveBayesModel");
NaiveBayesModel sameModel = NaiveBayesModel.load(jsc.sc(), "target/tmp/myNaiveBayesModel");
完全なサンプルコードは、Sparkリポジトリの「examples/src/main/java/org/apache/spark/examples/mllib/JavaNaiveBayesExample.java」で参照してください。