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チョコボールのエンゼル出現確率をベイズ推定する
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統計楽しまNight!! データマイニングMeet up #3. LT発表資料。
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チョコボールのエンゼル出現確率をベイズ推定する
1.
チョコボールのエンゼル 出現確率をベイズ推定す る 統計楽しまNight!! データマイニングMeet up
#3 @yoichi_t
2.
自己紹介 • @yoichi_t • “AIベンチャー”と言われる企業で ソフトウェアエンジニア+コンサルタントやってます •
LT初めて(ドキドキ) ※間違っている部分はご指摘いただけると嬉しいです
3.
4.
頻度主義 ベイズ主義 vs
5.
6.
森永製菓 1個¥80くらい
最近サクッと感が増し た(気がする)
7.
銀なら5枚で
8.
金なら1枚で
9.
おもちゃのカンヅメが もらえる! 中身はしょうもない楽しいおもちゃが入ってるよ
10.
11.
何個買ったら エンゼルが当たる?
12.
先行研究1 開封数 •1,000個 金の数 •1個 予測確率 •0.10% チョコボール 金 確率
13.
先行研究2 開封数 •1,000個 金の数 •2個 予測確率 •0.20% チョコボール 金 確率
14.
15.
ブレブレじゃん
16.
頻度(最尤推定) • エンゼルが当たるか当たらないかを事象とした二項分布の最尤 推定量 • 多数のデータがあれば推定量は真値に近づいていく (大数の法則) •
データが少なければ当然ブレる
17.
稀な現象に頻度を適用すると危険 • 工場にある装置の異常発生率を知りたい • データを取ったら異常がなかった •
ということはこの機械は不良品を出さないってこと? • とあるメディアに新規にバナー広告を出してみた • たまたますぐにCVが計測 • このメディアに全予算つぎ込め⁉︎
18.
曖昧さを 含めた予測
19.
ベイズ推定
20.
点推定と分布推定 (頻度主義とベイズ主義) 点推定 • 予測値をある決まった 値で出力 • よくある推定方法 •
計算が楽 分布推定 • 複数の予測値の確信度 を予測(この値になる のはこのくらい) • ベイズ推定 • 計算がややこしい ※頻度主義の立場でも区間推定など曖昧さを表現する方法は当然あるよ
21.
点推定と分布推定 (頻度主義とベイズ主義) 点推定 • 予測値をある決まった 値で出力 • よくある推定方法 •
計算が楽 分布推定 • 複数の予測値の確信度 を予測(この値になる のはこのくらい) • ベイズ推定 • 計算がややこしい y% 予測値はy%! ※頻度主義の立場でも区間推定など曖昧さを表現する方法は当然あるよ
22.
点推定と分布推定 (頻度主義とベイズ主義) 点推定 • 予測値をある決まった 値で出力 • よくある推定方法 •
計算が楽 分布推定 • 複数の予測値の確信度 を予測(この値になる のはこのくらい) • ベイズ推定 • 計算がややこしい x% y% z% 予測値は x%~z%の間 予測値はy%! ※頻度主義の立場でも区間推定など曖昧さを表現する方法は当然あるよ
23.
やってみよう! 理論的な部分は省略します(LTだし)
24.
モデル 𝑝 𝜃|𝑋 = 𝑝
𝑋|𝜃 𝑝 𝜃 𝑝 𝑋 θ:エンゼル出現確率 X:データ ポアソン分布 一様分布 全体の計算はMCMCで 近似計算
25.
問題設定 •データ(自腹) 項目 数 計測データ数 121 銀のエンゼル出現数
7 金のエンゼル出現数 0
26.
銀のエンゼルの出現確率予測 確率
27.
銀のエンゼルの出現確率予測 最尤推定量:5.8% 確率
28.
銀のエンゼルの出現確率予測 最尤推定量 ベイズ90%信用区間: 3.5%~10.4% 確率
29.
何個買えばエンゼルが5個当たる? • 負の二項分布の累積確率で予測 𝑓 𝑥,
𝑘; 𝜃 = 𝑘 + 𝑥 − 1 𝑥 𝜃 𝑘 1 − 𝜃 𝑥 k:成功数 x:k回成功するまでの失敗回数 この分布が予測できている 期待値を計算 𝑓 𝑥, 𝑘|𝐷 = 𝑝 𝜃|𝐷 𝑘 + 𝑥 − 1 𝑥 𝜃 𝑘 1 − 𝜃 𝑥
30.
何個買えばエンゼルが5個当たる? •75箱買えば50%の確率で5個当たる!! 50% 70
31.
金のエンゼルの出現確率予測 確率
32.
金のエンゼルの出現確率予測 最尤推定量:0.0% ベイズ90%信用区間: 0.04%~2.47% 確率
33.
データが多ければ • ベイズ推定の予測分布は最尤推定量に収束していく • ベイズ推定はデータが少ない時、稀な現象のときにリスクを見 積もれる •
頻度は計算が楽
34.
詳しくはブログを参照ください チョコボール 統計
35.
他にはこんなこともやってます 正味の重量をベイズで予測 チョコボール数の変化点を捉える (ベイズ推定) チョコボールを画像認識して 数を自動カウントする
Editor's Notes
今日、お話する内容ですが、 統計分野における宗教戦争について聞いたことがありますか?
頻度主義とベイズ主義の闘争です または「古典統計」VS「ベイズ統計」という名前で聞いたことがあるかもしれません
唐突ですがチョコボールってご存知ですか?
概要 そんなことはどうでも良くて、
エンゼルを集めておもちゃがもらえるのはわかった でも、おじさんは思うわけです
それは人類に残された大きな課題
おじさんは疑問に思うわけです。 1000個買えばいいの?500個買えばいいの? 「調査によってブレるじゃん」と はい。当然ブレます。 問題提起
おじさんは疑問に思うわけです。 1000個買えばいいの?500個買えばいいの? 「調査によってブレるじゃん」と はい。当然ブレます。 問題提起
このような考え方を「頻度」といって、よくある普通の推定手法です。
点推定と分布推定の話をする
点推定と分布推定の話をする
点推定と分布推定の話をする
ベイ推定やってみよう
今日は数式や理論は全て取り払います。自分で実装したい方は詳しい人に聞いてください。 データ元は自腹です
こうして分布が分かれば、幾何分布と合わせて期待値を計算することで、あと何個チョコボールを買えば銀のエンゼルが5枚集まるのか?を見積もることができる。
こうして分布が分かれば、幾何分布と合わせて期待値を計算することで、あと何個チョコボールを買えば銀のエンゼルが5枚集まるのか?を見積もることができる。
こうして分布が分かれば、幾何分布と合わせて期待値を計算することで、あと何個チョコボールを買えば銀のエンゼルが5枚集まるのか?を見積もることができる。
結局データが多ければ収束する先は同じ。 データの質や量で使いどころが変わる。 でも、正例が数千にたいして負例が数個といった稀な現象を扱う場合に、頻度を過信するとかなり危険よというお話でした。
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