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R言語で学ぶData Fusion入門

@yokkuns: 里 洋平yohei0511@gmail.com2012.09.08 TokyoR26

2012年9月9日日曜日

AGENDA

■ Data Fusionとは■ 自己紹介

■ Data Fusionの仕組み

■ 参考資料

■ セミパラメトリックモデルによる融合◆ ディリクレ過程混合モデル

■ よく使われるデータ融合手法◆ Matching◆ 潜在変数モデリング◆ 回帰モデル

2012年9月9日日曜日

AGENDA

■ Data Fusionとは■ 自己紹介

■ Data Fusionの仕組み

■ 参考資料

■ セミパラメトリックモデルによる融合◆ ディリクレ過程混合モデル

■ よく使われるデータ融合手法◆ Matching◆ 潜在変数モデリング◆ 回帰モデル

2012年9月9日日曜日

◆ 名前: 里 洋平

◆ 職業: データサイエンティスト

◆ ID : yokkuns

◆ 時系列解析や異常検知など 各種方法論を実ビジネスに適用

自己紹介

2012年9月9日日曜日

Tokyo.R主催

パッケージ本執筆しました!

活動例: 勉強会の主催・執筆

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閲覧されている動画の情報を用いておすすめ動画を表示する

活動例: 動画レコメンド

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Web上の情報から市場予測

活動例: 市場予測

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異常な振る舞い

複数時系列の異常検知

時系列A

時系列B 時系列C

ケースA

ケースB

ケースC

例2:CM効果のノイズ除去

異常な振る舞いの時系列を検出

異常な振る舞いをしているケースを除外して、CMの効果を算出する

CM効果トラフィックA

トラフィックB

トラフィックC

例1:トラフィック異常検知

異常な振る舞いをしているトラフィックの原因を調査する

調査

AB

C

時系列のモデリング

時系列A

時系列B

時系列C

Anomaly detection複数時系列から異常な振る舞いを検知する

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活動例: 異常検知

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CM時系列

各KPIの時系列

CM

新規登録

ARPU

ARPPU

継続率

ケース

イベント

その他外部要因

TV Commercial Effects時系列的な振る舞いの特徴から各KPIへのCMの影響度を算出

活動例: 時系列解析と影響分析

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AGENDA

■ Data Fusionとは■ 自己紹介

■ Data Fusionの仕組み

■ 参考資料

■ セミパラメトリックモデルによる融合◆ ディリクレ過程混合モデル

■ よく使われるデータ融合手法◆ Matching◆ 潜在変数モデリング◆ 回帰モデル

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Data Fusionとは

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異なる複数のデータを単一のデータに統合することで

Data Fusionとは

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異なる複数のデータを単一のデータに統合することで

Data Fusionとは

個別のデータからは得られない複合的な情報を抽出し

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異なる複数のデータを単一のデータに統合することで

Data Fusionとは

個別のデータからは得られない複合的な情報を抽出し

予測や意思決定を支援する方法論

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異なる複数のデータを単一のデータに統合し個別のデータからは得られない、複合的な情報を抽出する

Data Fusionとは

データAとデータBの相関関係データBで特定の値だったユーザのデータAの値の予測・補完

データA データB

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広告接触のデータと購買履歴のデータ異なる対象者によるデータである事が多い

Data Fusionの活用シーン

購買履歴データ 広告接触データ

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広告接触データでの購買有無購買データでの広告接触の有無

これらを予測・補完できれば、重要な示唆が得られる

Data Fusionの活用シーン

ある広告を見たユーザーのうち、ある商品はどれだけ購入されたかどのような広告媒体にどのような情報を載せれば、より購入されるか

・・・

購買履歴データ 広告接触データ

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広告媒体への接触やある特性を有する商品の購入はユーザーの属性に偏りが存在する

類似度からのアプローチ

広告A 商品A 広告B 商品B

属性は似てない属性が似ている

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属性が似ているユーザーは接触する広告媒体や購入する商品が似ている

類似度からのアプローチ

広告A 商品A 広告B 商品B

属性は似てない属性が似ている

属性は似てない

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購買履歴データと広告接触データで属性が似ている人でペアを作り、同一ユーザーと見なす

Matching法

購買履歴データ 広告接触データ商品A

買った

広告A

見た

商品A

買った広告A

見た

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MatchingパッケージのMatch関数でペアを抽出し擬似的なシングルソースデータを作成する

Rでの実行方法

割当変数 共変量 データAのindex

データBのindex

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Matchingの問題点

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測定誤差などによりバイアスが生じてしまい推定精度があまり高くない

Matchingの問題点

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測定誤差などによりバイアスが生じてしまい推定精度があまり高くない

Matchingの問題点

マッチングに利用しない対象者のデータが無駄になるため、非常に非効率

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■ よく使われるデータ融合手法◆ Matching◆ 潜在変数モデリング◆ 回帰モデル

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購買有無・広告接触有無・属性3つの変数の背後に共通の因子を仮定して予測を行う

因子分析モデル

共通因子

共変量購買有無 広告有無

共通因子

共変量購買有無 広告有無

共通因子

共変量購買有無 広告有無

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消費者市場のセグメンテーションと同じ概念各潜在クラス内では広告接触や購入する商品が似ている

潜在クラスモデル

購買履歴データ 広告接触データ

潜在クラスA 潜在クラスA

広告Aが2/3

広告Bが1/3

商品Aが2/3

商品Bが1/3

潜在クラスA

広告A

広告A

広告B

商品A

商品B

商品A

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■ セミパラメトリックモデルによる融合◆ ディリクレ過程混合モデル

■ よく使われるデータ融合手法◆ Matching◆ 潜在変数モデリング◆ 回帰モデル

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属性データを用いて直接購買の有無をモデリングする2値変数の場合ロジスティック回帰が使われる

回帰モデルによる融合

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一般化線形モデルの関数glmを使ってロジスティック回帰分析を実行して予測する

Rでの実行方法

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データセットlalondeを2分割してマルチソースデータを作成NSW受講者の78年賃金有りの割合を予測する

Rでの実行例: 使うデータ

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Matchingとロジスティック回帰によるData Fusionの関数を定義

Rでの実行例: Data Fusionによる予測

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Matchingとロジスティック回帰の2つの手法で予測するサンプリングして100回実行

Rでの実行例: Data Fusionによる予測

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Rによる実行結果

どちらも手法も値が希薄化が起きているバラツキは回帰モデルの方が小さい

NSW受講者の78年賃金有りの比率の推定結果

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購買履歴データと広告接触データは他方のデータが欠測しているシングルソースデータ

欠測データとしてのData Fusion

購買履歴

広告接触

共変量

購買履歴データ  欠測 

広告接触データ 欠測 

共通で得られている属性データ 

購買履歴データ 市場調査データ

欠測データとしてのData Fusion

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広告接触データで欠測している購買データの予測分布を考える

欠測しているデータの予測分布

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商品の購入と広告接触データ割当は依存していない欠測はランダムに発生すると仮定出来る

Data Fusionの前提条件① : ランダムな欠測

購買と広告接触データへの割当は依存していないので除外出来る

2012年9月9日日曜日

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商品の購入と広告接触データ割当は依存していない欠測はランダムに発生すると仮定出来る

Data Fusionの前提条件① : ランダムな欠測

購買と広告接触データへの割当は依存していないので除外出来る

2012年9月9日日曜日

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商品の購入と広告接触データ割当は依存していない欠測はランダムに発生すると仮定出来る

Data Fusionの前提条件① : ランダムな欠測

購買と広告接触データへの割当は依存していないので除外出来る

2012年9月9日日曜日

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商品の購入と広告接触データ割当は依存していない欠測はランダムに発生すると仮定出来る

Data Fusionの前提条件① : ランダムな欠測

購買と広告接触データへの割当は依存していないので除外出来る

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ある属性を条件付けた時の購買有無と広告接触の同時分布が分かれば

ある広告に接触した人がどれくらい購買しているかが分かる

欠測しているデータの予測分布

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Data Fusionの前提条件② : 条件付き独立性

属性が似ていれば広告接触も似ていると仮定すると属性を条件づけた購買履歴は広告に依存しない

2012年9月9日日曜日

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Data Fusionの前提条件② : 条件付き独立性

属性が似ていれば広告接触も似ていると仮定すると属性を条件づけた購買履歴は広告に依存しない

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Data Fusionの前提条件② : 条件付き独立性

属性が似ていれば広告接触も似ていると仮定すると属性を条件づけた購買履歴は広告に依存しない

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条件付き独立性の仮定が成り立つためには属性による購買有無の予測力が十分高い必要がある

Data Fusionの前提条件が成り立つためには

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通常の回帰モデルでは説明力が低い混合モデルを利用することで説明力を上げる

混合モデルで説明力を上げる

図: http://chasen.org/~daiti-m/paper/ibis2008-npbayes-tutorial.pdf

混合回帰モデルのイメージ

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混合モデルにおいて要素数を事前に決めるのは難しいディリクレ過程混合モデルは、要素数をデータから決定する

ディリクレ過程混合モデル

図: http://chasen.org/~daiti-m/paper/ibis2008-npbayes-tutorial.pdf

混合回帰モデルとディリクレ過程混合モデル

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参考資料■調査観察データの統計科学

■IBIS 2008 企画セッション 「ノンパラメトリックベイズ」

■data fusion についてのメモ - BOD

■A Direct Approach to Data Fusion

http://d.hatena.ne.jp/dichika/20110907/1315359207

http://chasen.org/~daiti-m/paper/ibis2008-npbayes-tutorial.pdf

http://www.chicagobooth.edu/research/workshops/marketing/archive/WorkshopPapers/Rossi.pdf

http://www.amazon.co.jp/dp/4000069721

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■ 参考資料

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次回以降の発表者を募集しています!

導入セッション・初心者セッションも絶賛募集中です!

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