H2O R api:从网格搜索中检索最优模型

时间:2016-02-26 17:24:57

标签: python r h2o

我在R中使用h2o包(v 3.6.0),我已经构建了一个网格搜索模型。现在,我正在尝试访问最小化验证集上的MSE的模型。在python的sklearn中,使用RandomizedSearchCV

时很容易实现
## Pseudo code:
grid = RandomizedSearchCV(model, params, n_iter = 5)
grid.fit(X)
best = grid.best_estimator_

不幸的是,这在h2o中并不直截了当。以下是您可以重新创建的示例:

library(h2o)
## assume you got h2o initialized...

X <- as.h2o(iris[1:100,]) # Note: only using top two classes for example 
grid <- h2o.grid(
    algorithm = 'gbm',
    x = names(X[,1:4]),
    y = 'Species',
    training_frame = X,
    hyper_params = list(
        distribution = 'bernoulli',
        ntrees = c(25,50)
    )
)

查看grid会打印大量信息,包括此部分:

> grid
ntrees distribution status_ok                                                                 model_ids
 50    bernoulli        OK Grid_GBM_file1742e107fe5ba_csv_10.hex_11_model_R_1456492736353_16_model_1
 25    bernoulli        OK Grid_GBM_file1742e107fe5ba_csv_10.hex_11_model_R_1456492736353_16_model_0

通过一些挖掘,您可以访问每个单独的模型并查看可以想象的每个指标:

> h2o.getModel(grid@model_ids[[1]])
H2OBinomialModel: gbm
Model ID:  Grid_GBM_file1742e107fe5ba_csv_10.hex_11_model_R_1456492736353_18_model_1 
Model Summary: 
  number_of_trees model_size_in_bytes min_depth max_depth mean_depth min_leaves max_leaves mean_leaves
1              50                4387         1         1    1.00000          2          2     2.00000


H2OBinomialMetrics: gbm
** Reported on training data. **

MSE:  1.056927e-05
R^2:  0.9999577
LogLoss:  0.003256338
AUC:  1
Gini:  1

Confusion Matrix for F1-optimal threshold:
           setosa versicolor    Error    Rate
setosa         50          0 0.000000   =0/50
versicolor      0         50 0.000000   =0/50
Totals         50         50 0.000000  =0/100

Maximum Metrics: Maximum metrics at their respective thresholds
                      metric threshold    value idx
1                     max f1  0.996749 1.000000   0
2                     max f2  0.996749 1.000000   0
3               max f0point5  0.996749 1.000000   0
4               max accuracy  0.996749 1.000000   0
5              max precision  0.996749 1.000000   0
6           max absolute_MCC  0.996749 1.000000   0
7 max min_per_class_accuracy  0.996749 1.000000   0

通过挖掘的 很多 ,您最终可以实现这一目标:

> h2o.getModel(grid@model_ids[[1]])@model$training_metrics@metrics$MSE
[1] 1.056927e-05

对于模型选择应该是最高级别的指标,这看起来像很多kludgey工作(是的,我现在插入我的意见......)。在我的情况下,我有一个包含数百个模型的网格,而我目前的hacky解决方案似乎并不是“R-esque”:

model_select_ <- function(grid) {
  model_ids <- grid@model_ids
  min = Inf
  best_model = NULL

  for(model_id in model_ids) {
    model <- h2o.getModel(model_id)
    mse <- model@model$training_metrics@metrics$MSE
    if(mse < min) {
      min <- mse
      best_model <- model
    }
  }

  best_model
}

这对于机器学习实践的核心功能非常实用,而且我觉得奇怪的是h2o没有“更清洁”的方法来提取最优模型,或者至少是模型指标。

我错过了什么吗?选择最佳模型是否没有“开箱即用”的方法?

3 个答案:

答案 0 :(得分:4)

是的,有一种简单的方法可以提取H2O网格搜索的“顶级”模型。还有一些实用程序功能可以提取您尝试访问的所有模型指标(例如h2o.mse)。有关如何执行这些操作的示例,请参见h2o-r/demos GitHub回购的h2o-py/demosh2o-3子文件夹。

由于您使用的是R,因此这里有relevant code example,其中包含网格搜索,其中包含已排序的结果。您还可以在R h2o.getGrid函数的文档中找到如何访问此信息。

打印所有模型的auc,按验证AUC排序:

auc_table <- h2o.getGrid(grid_id = "eeg_demo_gbm_grid", sort_by = "auc", decreasing = TRUE)
print(auc_table)

以下是输出示例:

H2O Grid Details
================

Grid ID: eeg_demo_gbm_grid 
Used hyper parameters: 
  -  ntrees 
  -  max_depth 
  -  learn_rate 
Number of models: 18 
Number of failed models: 0 

Hyper-Parameter Search Summary: ordered by decreasing auc
   ntrees max_depth learn_rate                  model_ids               auc
1     100         5        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_17 0.967771493797284
2      50         5        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_16 0.949609591795923
3     100         5        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_8  0.94941792664595
4      50         5        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_7 0.922075196552274
5     100         3        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_14 0.913785959685157
6      50         3        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_13 0.887706691652792
7     100         3        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_5 0.884064379717198
8       5         5        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_15 0.851187402678818
9      50         3        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_4 0.848921799270639
10      5         5        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_6 0.825662907513139
11    100         2        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_11 0.812030639460551
12     50         2        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_10 0.785379521713437
13    100         2        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_2  0.78299280750123
14      5         3        0.2 eeg_demo_gbm_grid_model_12 0.774673686150002
15     50         2        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_1 0.754834657912535
16      5         3        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_3 0.749285131682721
17      5         2        0.2  eeg_demo_gbm_grid_model_9 0.692702793188135
18      5         2        0.1  eeg_demo_gbm_grid_model_0 0.676144542037133

表格中的第一行包含具有最佳AUC的模型,因此下面我们可以获取该模型并提取验证AUC:

best_model <- h2o.getModel(auc_table@model_ids[[1]])
h2o.auc(best_model, valid = TRUE)

为了使h2o.getGrid函数能够按验证集上的指标排序,您需要实际传递h2o.grid函数validation_frame。在上面的示例中,您没有传递validation_frame,因此您无法在验证集上的网格中评估模型。

答案 1 :(得分:3)

这似乎只适用于最近版本的h2o,你得到3.8.2.3 一个Java异常,说&#34; auc&#34;是一个无效的指标。 以下失败:

library(h2o)
library(jsonlite)
h2o.init()
iris.hex <- as.h2o(iris)
h2o.grid("gbm", grid_id = "gbm_grid_id", x = c(1:4), y = 5,
     training_frame = iris.hex, hyper_params = list(ntrees = c(1,2,3)))
grid <- h2o.getGrid("gbm_grid_id", sort_by = "auc", decreasing = T)

然而,替换&#39; auc&#39;与&#39; logloss&#39;并且减少= F,它很好。

答案 2 :(得分:-2)

不幸的是,H2O网格功能在你同时传递它们时会使用training_frame而不是validation_frame。因此,获胜的模型非常过度装配且无用。编辑:那么,在这里进行修正,为了学习曲线分析和偏差与方差分析的目的,将训练偏差设置得非常低是非常有用的。但要明确的是,我还需要能够再次运行并获得验证数据集,以用作最终模型拟合和选择的搜索标准。

例如,这里是来自GBM上的网格函数的获胜模型,其中传递了validation_frame,并且AUC是搜索度量。您可以看到validation_auc从0.5开始,实际上在获胜模型的最终得分历史上恶化到0.44:

Scoring History: 
            timestamp          duration number_of_trees training_rmse
1 2017-02-06 10:09:19  6 min 13.153 sec               0       0.70436
2 2017-02-06 10:09:23  6 min 16.863 sec             100       0.70392
3 2017-02-06 10:09:27  6 min 20.950 sec             200       0.70343
4 2017-02-06 10:09:31  6 min 24.806 sec             300       0.70289
5 2017-02-06 10:09:35  6 min 29.244 sec             400       0.70232
6 2017-02-06 10:09:39  6 min 33.069 sec             500       0.70171
7 2017-02-06 10:09:43  6 min 37.243 sec             600       0.70107
  training_logloss training_auc training_lift training_classification_error
1          2.77317      0.50000       1.00000                       0.49997
2          2.69896      0.99980      99.42857                       0.00026
3          2.62768      0.99980      99.42857                       0.00020
4          2.55902      0.99982      99.42857                       0.00020
5          2.49675      0.99993      99.42857                       0.00020
6          2.43712      0.99994      99.42857                       0.00020
7          2.38071      0.99994      99.42857                       0.00013
  validation_rmse validation_logloss validation_auc validation_lift
1         0.06921            0.03058        0.50000         1.00000
2         0.06921            0.03068        0.45944         9.03557
3         0.06922            0.03085        0.46685         9.03557
4         0.06922            0.03107        0.46817         9.03557
5         0.06923            0.03133        0.45656         9.03557
6         0.06924            0.03163        0.44947         9.03557
7         0.06924            0.03192        0.44400         9.03557
  validation_classification_error
1                         0.99519
2                         0.00437
3                         0.00656
4                         0.00656
5                         0.00700
6                         0.00962
7                         0.00962