ก ารใช้ซอฟต์แวร์ W EKA

การใช้ซอฟต์แวร์ WEKA

แนะนำซอฟต์แวร์ WEKA • WEKA ย่อมาจาก Waikato Environment for Knowledge Analysis • พัฒนาด้วยภาษาจาวาทั้งหมด • พัฒนาโดยเน้นทางด้าน Machine learning และ Data mining • มีโมดูลย่อยสำหรับจัดการข้อมูล • ใช้ GUI และคำสั่งในการสั่งให้ซอฟต์แวร์ประมวลผล • สามารถดาวน์โหลดฟรีได้ที่ http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/index_downloading.html WEKA Software

โปรแกรมหลักของซอฟต์แวร์ WEKA • Explorer เป็นโปรแกรมที่ออกแบบในลักษณะ GUI • Experimenterเป็นโปรแกรมที่ออกแบบการทดลองและการทดสอบผล • KnowledgeFlow เป็นโปรแกรมออกแบบผังการไหลของความรู้ • Simple CLI(Command Line Interface)เป็นโปรแกรมรับคำสั่งการทำงานผ่านการพิมพ์ WEKA Software

หน้าต่างหลักของ Explorer WEKA Software

แถบเมนูหลัก ปุ่มเปิดแฟ้มข้อมูล ปุ่มเลือกวิธีการจัดการข้อมูล แสดงข้อมูลของลักษณะเฉพาะ ส่วนประกอบหลักของ Explorer WEKA Software

เมนูหลักของ Explorer • Preprocess การเตรียมข้อมูล • Classifyเป็นโมดูลการทำเหมืองข้อมูลแบบการจำแนกประเภท (Classification) • Cluster เป็นโมดูลการทำเหมืองข้อมูลแบบการแบ่งกลุ่ม (Clustering) • Associateเป็นโมดูลการทำเหมืองข้อมูลแบบกฎความสัมพันธ์ (Association rule) • Select attributeเป็นโมดูลการเลือกลักษณะเฉพาะ • Visualizeนำเสนอข้อมูลด้วยภาพนามธรรมสองมิติ WEKA Software

ประเภทของแฟ้มข้อมูลที่รับได้ประเภทของแฟ้มข้อมูลที่รับได้ • แฟ้มข้อมูลที่รับต้องเป็น ARFF หรือ CSV • ในกรณีที่แฟ้มข้อมูลอยู่ในเครือข่ายสามารถเรียกใช้ผ่าน URL ได้ • สามารถเรียกใช้มูลจากฐานข้อมูลได้ โดยเชื่อมโยงผ่าน JDBC WEKA Software

แฟ้มข้อมูลแบบ ARFF • ARFFย่อมาจาก Attribute-Relation File Format • @relation nameเป็นบรรทัดที่บอกชื่อตารางข้อมูลเชิงสัมพันธ์ • @attribute att-name typeเป็นบรรทัดที่บอกชื่อลักษณะเฉพาะและชนิด • numeric หรือ real หมายถึงลักษณะเฉพาะที่เก็บค่าเป็นตัวเลข • {v1, v, …, vn} หมายถึงลักษณะเฉพาะที่เก็บค่าไม่ต่อเนื่อง • @dataเป็นบรรทัดที่บอกถึงแถวที่ตามมาจะเป็นข้อมูล โดยแต่ละแถวจะแทนหนึ่งตัวอย่างข้อมูลซึ่งเรียงตามค่าของลักษณะเฉพาะที่บอกไว้ข้างต้น ตัวอย่างแฟ้ม weather.arff @relation weather @attribute outlook {sunny, overcast, rainy} @attribute temperature real @attribute humidity real @attribute windy {TRUE, FALSE} @attribute play {yes, no} @data sunny,85,85,FALSE,no sunny,80,90,TRUE,no overcast,83,86,FALSE,yes … 14 instances WEKA Software

ตัวอย่างแฟ้ม weather.arff WEKA Software 9

แฟ้มข้อมูลแบบ CSV • สร้างแฟ้มแบบ CSV ด้วยโปรแกรม Microsoft Excel • ชุดข้อมูลตัวอย่างที่ได้จาก UCI ชื่อชุดข้อมูล Car Evaluation Data Set • Attribute Information: • Class Values: unacc, acc, good, vgood • Attributes: buying: vhigh, high, med, low. maint: vhigh, high, med, low. doors: 2, 3, 4, 5more. persons: 2, 4, more. lug_boot: small, med, big. safety: low, med, high. ตัวอย่างชุดข้อมูล Car Evaluation จาก UCI WEKA Software

สร้างแฟ้มข้อมูลแบบ CSV • เปิดชุดข้อมูล Car Evaluation Data Set WEKA Software

สร้างแฟ้มข้อมูลแบบ CSV • จากตัวช่วยการนำเข้าข้อความ เลือกแบบมีการใช้ตัวคั่น • กดปุ่ม ถัดไป > WEKA Software

สร้างแฟ้มข้อมูลแบบ CSV • เลือกตัวคั่นแบบ จุลภาค (,) • กดปุ่ม เสร็จสิ้น WEKA Software

สร้างแฟ้มข้อมูลแบบ CSV • แทรกแถวที่ 1 เพื่อระบุชื่อ Attribute WEKA Software

สร้างแฟ้มข้อมูลแบบ CSV • บันทึกแฟ้ม เก็บเป็นชนิด CSV (Comma delimited) (*.csv) WEKA Software

ตัวอย่างแฟ้ม car.csv WEKA Software

การจำแนกประเภทข้อมูลใน WEKA WEKA Software 17

การเตรียมชุดข้อมูล • กำหนด Class ให้กับชุดข้อมูล (ลักษณะเฉพาะตัวสุดท้าย) • บางอัลกอริทึมที่ใช้ในการจำแนกต้องการลักษณะเฉพาะที่มีค่าไม่ต่อเนื่อง ดังนั้นจึงต้องแปลงลักษณะเฉพาะที่มีค่าต่อเนื่องเป็นลักษณะเฉพาะที่มีค่าไม่ต่อเนื่อง WEKA Software 18

ตัวอย่างการใช้งาน WEKA • เริ่มต้นเปิด WEKA Explorer • เปิดตัวอย่างชุดข้อมูล weather.nominal.arff (ลักษณะเฉพาะทุกตัวมีค่าไม่ต่อเนื่องทั้งหมด) ตัวอย่างชุดข้อมูล weather.nominal.arff WEKA Software 19

เลือกแถบ Classify • กดปุ่ม choose เลือก classifiers • เลือก classifier ที่ใช้จำแนกประเภท • เช่น เลือก trees >>Id3 WEKA Software 20

เลือกรูปแบบการทดสอบ • เลือกลักษณะเฉพาะ Class • กดปุ่ม Start เพื่อเริ่มต้น WEKA Software 21

ผลลัพธ์ของตัวจำแนก Confusion matrix แสดงค่าที่ได้จากตัวจำแนก (ด้านบน) กับค่าจริง (ด้านล่าง) WEKA Software 22

การแปลงลักษณะเฉพาะให้เป็นค่าไม่ต่อเนื่องการแปลงลักษณะเฉพาะให้เป็นค่าไม่ต่อเนื่อง • เริ่มต้นเปิด WEKA Explorer • เปิดตัวอย่างชุดข้อมูล weather.arff • จะเห็นว่าลักษณะเฉพาะ temperature และ humidity มีค่าต่อเนื่อง ตัวอย่างชุดข้อมูล weather.nominal.arff WEKA Software 23

เลือก Discretize ในกล่อง Filter โดยกดปุ่ม Choose เลือก filters  unsupervised  attribute WEKA Software

ปรับค่าในกล่อง bins ให้เหมาะสม เช่น กำหนดให้เป็น 3 • กดปุ่ม OK • แล้วกด Apply WEKA Software

ผลที่ได้จากการแปลงเป็นค่าไม่ต่อเนื่องผลที่ได้จากการแปลงเป็นค่าไม่ต่อเนื่อง WEKA Software

การจำแนกประเภทโดยใช้ J48 • เลือกแถบ Classify • กดปุ่ม choose เลือก classifiers trees  J48 • เราไม่จำเป็นต้องแปลงลักษณะเฉพาะให้เป็นค่าที่ไม่ต่อเนื่อง • เลือกรูปแบบการทดสอบแบบ Use training set • กดปุ่ม Start • จะได้ผลลัพธ์ดังรูป WEKA Software 27

ถ้าใช้ J48 เราสามารถแสดงรูปของต้นไม้ได้ WEKA Software

การจำแนกประเภทโดยใช้ Neural Network • เลือกแถบ Classify • กดปุ่ม choose เลือก classifiers • เลือก functions -->MultilayerPerceptron WEKA Software 29

คลิกที่กล่อง Classifier เพื่อกำหนดค่า • เลือก GUI=True เพื่อแสดงภาพโครงข่ายประสาท • เลือกจำนวน hidden node • เลือกอัตราการเรียนรู้ WEKA Software

จำนวน hidden nodes ประมาณได้จาก (input+output)/2 • กดปุ่ม Start เพื่อเริ่มสร้าง • กดปุ่ม Accept หลังจากการทำงานเสร็จ WEKA Software

แสดงผลลัพธ์ที่ได้ Confusion matrix แสดงค่าที่ได้จากตัวจำแนก (ด้านบน) กับค่าจริง (ด้านล่าง) WEKA Software

การแปลงลักษณะเฉพาะให้เป็นค่าไม่ต่อเนื่องโดยใช้ MS Excel • จากตัวอย่างชุดข้อมูล weather.arff • จะเห็นว่าลักษณะเฉพาะ temperature และ humidity มีค่าต่อเนื่อง WEKA Software 33

ค่าต่อเนื่อง ค่าไม่ต่อเนื่อง • แปลงลักษณะเฉพาะ temperature และ humidity ที่มีค่าต่อเนื่องให้เป็นค่าที่ไม่ต่อเนื่อง • ลักษณะเฉพาะ temperature จะแบ่งช่วงดังนี้ =IF(B2>78,"hot",IF(B2<71,"cool","mild")) • ลักษณะเฉพาะ humidity จะแบ่งช่วงดังนี้ =IF(C2<85,"normal","high") • จากนั้นบันทึกเป็น CSV WEKA Software 34

อ้างอิง • WEKA. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/ (กรกฎาคม 2554). • กรุง สินอภิรมย์สราญ. การวิเคราะห์การเกาะกลุ่มในซอฟต์แวร์ Weka. [ออนไลน์]. ภาควิชาคณิตศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. เข้าถึงได้จาก : http://pioneer.netserv.chula.ac.th/~skrung/csc662/. (กรกฎาคม 2554). WEKA Software 35

ก ารใช้ซอฟต์แวร์ W EKA