Evalml: Conjunto empilhado: use o mesmo divisor de dados CV que o resto do automl

Criado em 22 dez. 2020  ·  4Comentários  ·  Fonte: alteryx/evalml

Problema
Atualmente, o ensembler empilhado tem sua própria configuração para CV. IterativeAlgorithm chama o _make_stacked_ensembler util , mas atualmente não passa pelo divisor de dados da pesquisa automática.

O divisor de dados configurado por padrão no ensembler empilhado não configura shuffle=True , o que pode levar a um desempenho ruim se o conjunto de dados de entrada tiver uma ordem. Ele também não terá as mesmas configurações para outros parâmetros como n_folds , o que não é o ideal.

Além disso, essa diferença está nos impedindo de oferecer suporte ao sklearn 0.24.0 . A correção desse problema deve nos permitir oferecer suporte a essa versão.

Consertar
Vamos fazer com que o automl passe seu divisor de dados através de IterativeAlgorithm para dentro do ensembler empilhado.

bug

Todos 4 comentários

@ angela97lin minha explicação faz sentido / houve uma razão pela qual optamos por não fazer isso quando estávamos configurando o empilhamento? :)

@dsherry Acho que sua explicação faz sentido! IIRC quando estávamos configurando o empilhamento e tentando torná-lo mais performante / fazer o empilhamento funcionar mais rápido, queríamos usar como padrão algo que não tivesse muitas dobras - daí a linha self._default_cv(n_splits=3, random_state=random_state) onde pegamos o padrão especificado por scikit-learn e codificado em n_splits a 3.

Investiguei um pouco mais nisso e tentei entrelaçar o método de divisão de dados usado pelo AutoML para o componente de conjunto empilhado. No entanto, encontrei este problema (depois de abordar as atualizações de API necessárias para fazer com que nossa classe TrainingValidationSplit funcione):


estimator = WrappedSKClassifier(pipeline=LogisticRegressionBinaryPipeline(parameters={'Imputer':{'categorical_impute_strategy': 'm...Logistic Regression Classifier':{'penalty': 'l2', 'C': 1.0, 'n_jobs': -1, 'multi_class': 'auto', 'solver': 'lbfgs'},}))
X =            0         1         2         3         4
0   0.965469  0.041236  0.028701  0.659165  0.213375
1   0.043831...978  0.079577
48  0.376344  0.920154  0.314640  0.180086  0.197598
49  0.682661  0.046529  0.400513  0.412513  0.751464
y = array([1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0,
       1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0,
       1, 0, 1, 0, 1, 0])

    <strong i="7">@_deprecate_positional_args</strong>
    def cross_val_predict(estimator, X, y=None, *, groups=None, cv=None,
                          n_jobs=None, verbose=0, fit_params=None,
                          pre_dispatch='2*n_jobs', method='predict'):
        """Generate cross-validated estimates for each input data point

        The data is split according to the cv parameter. Each sample belongs
        to exactly one test set, and its prediction is computed with an
        estimator fitted on the corresponding training set.

        Passing these predictions into an evaluation metric may not be a valid
        way to measure generalization performance. Results can differ from
        :func:`cross_validate` and :func:`cross_val_score` unless all tests sets
        have equal size and the metric decomposes over samples.

        Read more in the :ref:`User Guide <cross_validation>`.

        Parameters
        ----------
        estimator : estimator object implementing 'fit' and 'predict'
            The object to use to fit the data.

        X : array-like of shape (n_samples, n_features)
            The data to fit. Can be, for example a list, or an array at least 2d.

        y : array-like of shape (n_samples,) or (n_samples, n_outputs), \
                default=None
            The target variable to try to predict in the case of
            supervised learning.

        groups : array-like of shape (n_samples,), default=None
            Group labels for the samples used while splitting the dataset into
            train/test set. Only used in conjunction with a "Group" :term:`cv`
            instance (e.g., :class:`GroupKFold`).

        cv : int, cross-validation generator or an iterable, default=None
            Determines the cross-validation splitting strategy.
            Possible inputs for cv are:

            - None, to use the default 5-fold cross validation,
            - int, to specify the number of folds in a `(Stratified)KFold`,
            - :term:`CV splitter`,
            - An iterable yielding (train, test) splits as arrays of indices.

            For int/None inputs, if the estimator is a classifier and ``y`` is
            either binary or multiclass, :class:`StratifiedKFold` is used. In all
            other cases, :class:`KFold` is used.

            Refer :ref:`User Guide <cross_validation>` for the various
            cross-validation strategies that can be used here.

            .. versionchanged:: 0.22
                ``cv`` default value if None changed from 3-fold to 5-fold.

        n_jobs : int, default=None
            Number of jobs to run in parallel. Training the estimator and
            predicting are parallelized over the cross-validation splits.
            ``None`` means 1 unless in a :obj:`joblib.parallel_backend` context.
            ``-1`` means using all processors. See :term:`Glossary <n_jobs>`
            for more details.

        verbose : int, default=0
            The verbosity level.

        fit_params : dict, defualt=None
            Parameters to pass to the fit method of the estimator.

        pre_dispatch : int or str, default='2*n_jobs'
            Controls the number of jobs that get dispatched during parallel
            execution. Reducing this number can be useful to avoid an
            explosion of memory consumption when more jobs get dispatched
            than CPUs can process. This parameter can be:

                - None, in which case all the jobs are immediately
                  created and spawned. Use this for lightweight and
                  fast-running jobs, to avoid delays due to on-demand
                  spawning of the jobs

                - An int, giving the exact number of total jobs that are
                  spawned

                - A str, giving an expression as a function of n_jobs,
                  as in '2*n_jobs'

        method : {'predict', 'predict_proba', 'predict_log_proba', \
                  'decision_function'}, default='predict'
            The method to be invoked by `estimator`.

        Returns
        -------
        predictions : ndarray
            This is the result of calling `method`. Shape:

                - When `method` is 'predict' and in special case where `method` is
                  'decision_function' and the target is binary: (n_samples,)
                - When `method` is one of {'predict_proba', 'predict_log_proba',
                  'decision_function'} (unless special case above):
                  (n_samples, n_classes)
                - If `estimator` is :term:`multioutput`, an extra dimension
                  'n_outputs' is added to the end of each shape above.

        See Also
        --------
        cross_val_score : Calculate score for each CV split.
        cross_validate : Calculate one or more scores and timings for each CV
            split.

        Notes
        -----
        In the case that one or more classes are absent in a training portion, a
        default score needs to be assigned to all instances for that class if
        ``method`` produces columns per class, as in {'decision_function',
        'predict_proba', 'predict_log_proba'}.  For ``predict_proba`` this value is
        0.  In order to ensure finite output, we approximate negative infinity by
        the minimum finite float value for the dtype in other cases.

        Examples
        --------
        >>> from sklearn import datasets, linear_model
        >>> from sklearn.model_selection import cross_val_predict
        >>> diabetes = datasets.load_diabetes()
        >>> X = diabetes.data[:150]
        >>> y = diabetes.target[:150]
        >>> lasso = linear_model.Lasso()
        >>> y_pred = cross_val_predict(lasso, X, y, cv=3)
        """
        X, y, groups = indexable(X, y, groups)

        cv = check_cv(cv, y, classifier=is_classifier(estimator))
        splits = list(cv.split(X, y, groups))

        test_indices = np.concatenate([test for _, test in splits])
        if not _check_is_permutation(test_indices, _num_samples(X)):
>           raise ValueError('cross_val_predict only works for partitions')
E           ValueError: cross_val_predict only works for partitions

../venv/lib/python3.7/site-packages/sklearn/model_selection/_validation.py:845: ValueError

Este é um erro gerado quando tentamos chamar:

clf = StackedEnsembleClassifier(input_pipelines=[logistic_regression_binary_pipeline_class(parameters={})], cv=TrainingValidationSplit())
    clf.fit(X, y)

A razão para isso é porque o scikit-learn valida que o cv passado é de fato um método de validação cruzada; ele não fica satisfeito com divisões únicas, como TrainingValidationSplit onde alguns dos dados nunca estarão nos dados de teste (já que há apenas uma divisão).

Como tal, acho que o melhor plano por agora é fazer a coisa mais fácil para suportar o scikit-learn 0.24 e definir o CV padrão shuffle=True . Podemos revisitar isso se acharmos que é uma coisa útil a fazer. Pensamentos, @dsherry?

Relacionado: https://stackoverflow.com/questions/41753795/sklearn-timeseriessplit-cross-val-predict-only-works-for-partitions

1593 não deve mais ser bloqueado por esse problema, já que o que era necessário para 0.24.0 deveria ter sido resolvido em # 1613.

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