クラスタリング・次元削減の図表読解

エルボー図と累積寄与率図の読み方。図表問題で迷わないパターン認識。

図表問題で頻出、k-meansのエルボー図とPCAの累積寄与率の読み方。

白峰 リリ(しょんぼり) 白峰 リリ

図表問題、文章よりむしろ図を読む方が苦手なんだよね。

神楽 モニカ 先生(笑顔) 神楽 モニカ 先生

パターンを知っていれば速い。 (1)エルボー図でk-meansの最適k選択、(2)累積寄与率図でPCAの主成分数、(3)デンドログラムで階層クラスタリングの解釈、の3つを押さえよう。

■ エルボー図(k-means の k 選択)

  クラスタ内分散の合計 (WSS)
  ↑
  |  ●
  |   ●
  |     ●
  |        ●
  |             ● ← この『肘』の位置の k を採用
  |                ●
  |                  ●  ●  ●  ●  (緩やかな減少)
  └───────────────→ k
    1  2  3  4  5  6  7  8  9

  → k=4 や k=5 が候補

■ PCA 累積寄与率

  累積寄与率
  ↑
  | 1.0─────────────────●─●─●─●  (10次元目までで100%)
  |                  ●
  | 0.8─────●        ← 80%目安、3〜4主成分で達成
  |       ●
  |   ●
  |  ●
  └────────────────────→ 主成分数
    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10

  → 累積80%以上を目安に主成分数を選ぶ

■ シルエット係数
  -1 ≤ S ≤ +1
  +1 = クラスタリングが非常に良い
   0 = クラスタが重なっている
  -1 = 誤ってクラスタ分けされた
  実用: 0.5以上で良好なクラスタリング
藍沢 しずく(笑顔) 藍沢 しずく

エルボー図の『肘』、見やすい位置を探せばいいんですねぇ♪

紅林 かえで(普段) 紅林 かえで

そう、減少が急→緩やかになる転換点が肘。 ただし、明確な肘がない場合はシルエット係数も併用するのが実務的。

白峰 リリ(普段) 白峰 リリ

PCAの累積寄与率って、80%でいいの?

神楽 モニカ 先生(普段) 神楽 モニカ 先生

目安として80〜90%。 業務によっては95%まで欲張る場合もある。 ただし主成分数を増やすと次元削減のメリットが減るので、トレードオフ。

紅林 かえで(普段) 紅林 かえで

DS検定★ ではエルボー図と累積寄与率の図解問題が頻出。 図を見たら『何のグラフで何を選ぶか』を瞬時に判断できるように。

確認クイズ

PCAで以下の累積寄与率が得られた: 1主成分=45%、2=68%、3=82%、4=90%、5=95%。 80%目安で何主成分を採用するのが適切か。

  1. 1主成分
  2. 2主成分
  3. 3主成分
  4. 5主成分
こたえを見る

正解: 3. 3主成分

3主成分。 累積80%を超えるのは3主成分(82%)から。 80%目安で次元削減のメリットを最大化するには3主成分を選ぶのが標準的です。

紅林かえで、藍沢しずくが動物園で写真散歩を楽しむ様子

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