r協同過濾
⑴ 矩陣因子分解 和 協同過濾的區別
在本文中矩陣用抄斜體大寫字母表示(襲如:R),標量用小寫字母表示(如:i,j)。給定一個矩陣R, Rij表示它的一個元素,Ri.表示矩陣R的第i行,R.j表示矩陣R的第j列,RT 表示矩陣R的轉置。R-1 表示矩陣R的逆。在本文中給定的矩陣R表示具有m個用戶、。
⑵ 如何使用Spark ALS實現協同過濾
在本文中矩陣用斜體大寫字母表示(如:R),標量用小寫字母表示(如:i,j)。給定一個矩陣R, Rij表示它的一個元素,Ri.表示矩陣R的第i行,R.j表示矩陣R的第j列,RT 表示矩陣R的轉置。R-1 表示矩陣R的逆。在本文中給定的矩陣R表示具有m個用戶
⑶ R語言randomForest包做回歸預測需要交叉驗證么
rpart包,rpart包是官方推薦的一個包,它的功能就是實現遞歸分割和回歸樹。 party包,關於遞歸分割更為詳細的包,它包含了Bagging方法,可以產生條件推斷樹(conditional inference tree)等; randomForest包,實現了分類與回歸樹的隨機森林(rando
⑷ 如何在spark分布式矩陣實現協同過濾推薦
在本文來中矩陣用斜體大寫字源母表示(如:R),標量用小寫字母表示(如:i,j)。給定一個矩陣R, Rij表示它的一個元素,Ri.表示矩陣R的第i行,R.j表示矩陣R的第j列,RT 表示矩陣R的轉置。R-1 表示矩陣R的逆。在本文中給定的矩陣R表示具有m個用戶
⑸ 協同過濾中als演算法輸出兩個分解矩陣u*v什麼意思
在本文中矩陣用斜體大寫字母表示(如:R),標量用小寫字母表示(如:i,j)。回給定一個答矩陣R,
Rij表示它的一個元素,Ri.表示矩陣R的第i行,R.j表示矩陣R的第j列,RT
表示矩陣R的轉置。R-1
表示矩陣R的逆。在本文中給定的矩陣R表示具有m個用戶、n個對象的評分矩陣,矩陣U、
V分別表示用戶和推薦對象的特徵矩陣
⑹ r 隨機森林如何選擇有多少顆樹
隨機森林是一種集成分類器,對影響隨機森林性能的參數進行了分析,結果表明隨機森林中樹的數量對隨機森林的性能影響至關重要。對樹的數量的確定方法以及隨機森林性能指標的評價方法進行了研究與總結。以分類精度為評價方法,利用UCI數據集對隨機森林中決策樹的數量與數據集的關系進行了實驗分析,實驗結果表明對於多數數據集,當樹的數量為
⑺ R語言 建立決策樹前 如何從候選的幾十個變數中篩選建模需要的變數
自變數量的篩選是根據其卡方顯著性程度不斷自動生成父節點和子節點,卡方顯著性越高,越先成為預測根結點的變數(建模需要的變數),程序自動歸並預測變數的不同類
⑻ 如何讓Hadoop結合R語言做大數據分析
R語言和Hadoop讓我們體會到了,兩種技術在各自領域的強大。很多開發人員在計算機的角度,都會提出下面2個問題。問題1: Hadoop的家族如此之強大,為什麼還要結合R語言?
問題2: Mahout同樣可以做數據挖掘和機器學習,和R語言的區別是什麼?下面我嘗試著做一個解答:問題1: Hadoop的家族如此之強大,為什麼還要結合R語言?
a. Hadoop家族的強大之處,在於對大數據的處理,讓原來的不可能(TB,PB數據量計算),成為了可能。
b. R語言的強大之處,在於統計分析,在沒有Hadoop之前,我們對於大數據的處理,要取樣本,假設檢驗,做回歸,長久以來R語言都是統計學家專屬的工具。
c. 從a和b兩點,我們可以看出,hadoop重點是全量數據分析,而R語言重點是樣本數據分析。 兩種技術放在一起,剛好是最長補短!
d. 模擬場景:對1PB的新聞網站訪問日誌做分析,預測未來流量變化
d1:用R語言,通過分析少量數據,對業務目標建回歸建模,並定義指標d2:用Hadoop從海量日誌數據中,提取指標數據d3:用R語言模型,對指標數據進行測試和調優d4:用Hadoop分步式演算法,重寫R語言的模型,部署上線這個場景中,R和Hadoop分別都起著非常重要的作用。以計算機開發人員的思路,所有有事情都用Hadoop去做,沒有數據建模和證明,」預測的結果」一定是有問題的。以統計人員的思路,所有的事情都用R去做,以抽樣方式,得到的「預測的結果」也一定是有問題的。所以讓二者結合,是產界業的必然的導向,也是產界業和學術界的交集,同時也為交叉學科的人才提供了無限廣闊的想像空間。問題2: Mahout同樣可以做數據挖掘和機器學習,和R語言的區別是什麼?
a. Mahout是基於Hadoop的數據挖掘和機器學習的演算法框架,Mahout的重點同樣是解決大數據的計算的問題。
b. Mahout目前已支持的演算法包括,協同過濾,推薦演算法,聚類演算法,分類演算法,LDA, 樸素bayes,隨機森林。上面的演算法中,大部分都是距離的演算法,可以通過矩陣分解後,充分利用MapRece的並行計算框架,高效地完成計算任務。
c. Mahout的空白點,還有很多的數據挖掘演算法,很難實現MapRece並行化。Mahout的現有模型,都是通用模型,直接用到的項目中,計算結果只會比隨機結果好一點點。Mahout二次開發,要求有深厚的JAVA和Hadoop的技術基礎,最好兼有 「線性代數」,「概率統計」,「演算法導論」 等的基礎知識。所以想玩轉Mahout真的不是一件容易的事情。
d. R語言同樣提供了Mahout支持的約大多數演算法(除專有演算法),並且還支持大量的Mahout不支持的演算法,演算法的增長速度比mahout快N倍。並且開發簡單,參數配置靈活,對小型數據集運算速度非常快。
雖然,Mahout同樣可以做數據挖掘和機器學習,但是和R語言的擅長領域並不重合。集百家之長,在適合的領域選擇合適的技術,才能真正地「保質保量」做軟體。
如何讓Hadoop結合R語言?
從上一節我們看到,Hadoop和R語言是可以互補的,但所介紹的場景都是Hadoop和R語言的分別處理各自的數據。一旦市場有需求,自然會有商家填補這個空白。
1). RHadoop
RHadoop是一款Hadoop和R語言的結合的產品,由RevolutionAnalytics公司開發,並將代碼開源到github社區上面。RHadoop包含三個R包 (rmr,rhdfs,rhbase),分別是對應Hadoop系統架構中的,MapRece, HDFS, HBase 三個部分。
2). RHiveRHive是一款通過R語言直接訪問Hive的工具包,是由NexR一個韓國公司研發的。
3). 重寫Mahout用R語言重寫Mahout的實現也是一種結合的思路,我也做過相關的嘗試。
4).Hadoop調用R
上面說的都是R如何調用Hadoop,當然我們也可以反相操作,打通JAVA和R的連接通道,讓Hadoop調用R的函數。但是,這部分還沒有商家做出成形的產品。
5. R和Hadoop在實際中的案例
R和Hadoop的結合,技術門檻還是有點高的。對於一個人來說,不僅要掌握Linux, Java, Hadoop, R的技術,還要具備 軟體開發,演算法,概率統計,線性代數,數據可視化,行業背景 的一些基本素質。在公司部署這套環境,同樣需要多個部門,多種人才的的配合。Hadoop運維,Hadoop演算法研發,R語言建模,R語言MapRece化,軟體開發,測試等等。所以,這樣的案例並不太多。
⑼ 矩陣分解在協同過濾推薦演算法中的應用
矩陣分解在協同過濾推薦演算法中的應用
推薦系統是當下越來越熱的一個研究問題,無論在學術界還是在工業界都有很多優秀的人才參與其中。近幾年舉辦的推薦系統比賽更是一次又一次地把推薦系統的研究推向了高潮,比如幾年前的Neflix百萬大獎賽,KDD CUP 2011的音樂推薦比賽,去年的網路電影推薦競賽,還有最近的阿里巴巴大數據競賽。這些比賽對推薦系統的發展都起到了很大的推動作用,使我們有機會接觸到真實的工業界數據。我們利用這些數據可以更好地學習掌握推薦系統,這些數據網上很多,大家可以到網上下載。
推薦系統在工業領域中取得了巨大的成功,尤其是在電子商務中。很多電子商務網站利用推薦系統來提高銷售收入,推薦系統為Amazon網站每年帶來30%的銷售收入。推薦系統在不同網站上應用的方式不同,這個不是本文的重點,如果感興趣可以閱讀《推薦系統實踐》(人民郵電出版社,項亮)第一章內容。下面進入主題。
為了方便介紹,假設推薦系統中有用戶集合有6個用戶,即U={u1,u2,u3,u4,u5,u6},項目(物品)集合有7個項目,即V={v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7},用戶對項目的評分結合為R,用戶對項目的評分范圍是[0, 5]。R具體表示如下:
推薦系統的目標就是預測出符號「?」對應位置的分值。推薦系統基於這樣一個假設:用戶對項目的打分越高,表明用戶越喜歡。因此,預測出用戶對未評分項目的評分後,根據分值大小排序,把分值高的項目推薦給用戶。怎麼預測這些評分呢,方法大體上可以分為基於內容的推薦、協同過濾推薦和混合推薦三類,協同過濾演算法進一步劃分又可分為基於基於內存的推薦(memory-based)和基於模型的推薦(model-based),本文介紹的矩陣分解演算法屬於基於模型的推薦。
矩陣分解演算法的數學理論基礎是矩陣的行列變換。在《線性代數》中,我們知道矩陣A進行行變換相當於A左乘一個矩陣,矩陣A進行列變換等價於矩陣A右乘一個矩陣,因此矩陣A可以表示為A=PEQ=PQ(E是標准陣)。
矩陣分解目標就是把用戶-項目評分矩陣R分解成用戶因子矩陣和項目因子矩陣乘的形式,即R=UV,這里R是n×m, n =6, m =7,U是n×k,V是k×m。直觀地表示如下:
高維的用戶-項目評分矩陣分解成為兩個低維的用戶因子矩陣和項目因子矩陣,因此矩陣分解和PCA不同,不是為了降維。用戶i對項目j的評分r_ij =innerproct(u_i, v_j),更一般的情況是r_ij =f(U_i, V_j),這里為了介紹方便就是用u_i和v_j內積的形式。下面介紹評估低維矩陣乘積擬合評分矩陣的方法。
首先假設,用戶對項目的真實評分和預測評分之間的差服從高斯分布,基於這一假設,可推導出目標函數如下:
最後得到矩陣分解的目標函數如下:
從最終得到得目標函數可以直觀地理解,預測的分值就是盡量逼近真實的已知評分值。有了目標函數之後,下面就開始談優化方法了,通常的優化方法分為兩種:交叉最小二乘法(alternative least squares)和隨機梯度下降法(stochastic gradient descent)。
首先介紹交叉最小二乘法,之所以交叉最小二乘法能夠應用到這個目標函數主要是因為L對U和V都是凸函數。首先分別對用戶因子向量和項目因子向量求偏導,令偏導等於0求駐點,具體解法如下:
上面就是用戶因子向量和項目因子向量的更新公式,迭代更新公式即可找到可接受的局部最優解。迭代終止的條件下面會講到。
接下來講解隨機梯度下降法,這個方法應用的最多。大致思想是讓變數沿著目標函數負梯度的方向移動,直到移動到極小值點。直觀的表示如下:
其實負梯度的負方向,當函數是凸函數時是函數值減小的方向走;當函數是凹函數時是往函數值增大的方向移動。而矩陣分解的目標函數L是凸函數,因此,通過梯度下降法我們能夠得到目標函數L的極小值(理想情況是最小值)。
言歸正傳,通過上面的講解,我們可以獲取梯度下降演算法的因子矩陣更新公式,具體如下:
(3)和(4)中的γ指的是步長,也即是學習速率,它是一個超參數,需要調參確定。對於梯度見(1)和(2)。
下面說下迭代終止的條件。迭代終止的條件有很多種,就目前我了解的主要有
1) 設置一個閾值,當L函數值小於閾值時就停止迭代,不常用
2) 設置一個閾值,當前後兩次函數值變化絕對值小於閾值時,停止迭代
3) 設置固定迭代次數
另外還有一個問題,當用戶-項目評分矩陣R非常稀疏時,就會出現過擬合(overfitting)的問題,過擬合問題的解決方法就是正則化(regularization)。正則化其實就是在目標函數中加上用戶因子向量和項目因子向量的二范數,當然也可以加上一范數。至於加上一范數還是二范數要看具體情況,一范數會使很多因子為0,從而減小模型大小,而二范數則不會它只能使因子接近於0,而不能使其為0,關於這個的介紹可參考論文Regression Shrinkage and Selection via the Lasso。引入正則化項後目標函數變為:
(5)中λ_1和λ_2是指正則項的權重,這兩個值可以取一樣,具體取值也需要根據數據集調參得到。優化方法和前面一樣,只是梯度公式需要更新一下。
矩陣分解演算法目前在推薦系統中應用非常廣泛,對於使用RMSE作為評價指標的系統尤為明顯,因為矩陣分解的目標就是使RMSE取值最小。但矩陣分解有其弱點,就是解釋性差,不能很好為推薦結果做出解釋。
後面會繼續介紹矩陣分解演算法的擴展性問題,就是如何加入隱反饋信息,加入時間信息等。