Plot biola: alat untuk menggambarkan pengagihan data

Plot biola: alat visualisasi data yang kuat

Artikel ini menyelidiki plot biola, teknik visualisasi data yang menarik menggabungkan plot kotak dan plot ketumpatan. Kami akan meneroka bagaimana plot ini memperkenalkan corak data, menjadikannya tidak ternilai untuk saintis data dan profesional pembelajaran mesin. Panduan ini menawarkan teknik praktikal dan contoh python untuk memperkasakan keputusan yang dimaklumkan dan komunikasi yang berkesan mengenai dataset yang kompleks.

Hasil Pembelajaran Utama:

• Memahami komponen teras dan ciri -ciri plot biola.
• Membezakan plot biola dari plot kotak dan plot ketumpatan.
• Terokai aplikasi plot biola dalam pembelajaran mesin dan analisis data.
• Dapatkan pengalaman tangan membuat dan membandingkan plot ini menggunakan kod python.
• Mengenali kepentingan plot biola dalam analisis data penerokaan (EDA) dan penilaian model.

Jadual Kandungan:

• Pengenalan
• Memahami plot biola
• Aplikasi dalam analisis data dan pembelajaran mesin
• Membandingkan Plot Biola, Kotak, dan Ketumpatan
• Kesimpulan
• Soalan yang sering ditanya

Memecahkan plot biola:

Plot biola menawarkan cara yang canggih untuk memvisualisasikan data dengan menggabungkan plot kotak dan plot ketumpatan. Yayasan ini terletak pada anggaran ketumpatan kernel (KDE), kaedah bukan parametrik untuk menganggarkan fungsi ketumpatan kebarangkalian (PDF) pemboleh ubah rawak. KDE melicinkan mata data, memberikan perwakilan berterusan pengagihan data.

Konsep utama KDE termasuk:

• Fungsi kernel: Fungsi yang melicinkan titik data dengan memberikan berat berdasarkan jarak dari titik sasaran. Kernel Gaussian adalah perkara biasa, tetapi yang lain (linear, epanechnikov) wujud.
• Bandwidth: Mengawal kelancaran KDE. Jalur lebar yang besar melampau, sementara jalur lebar kecil.
• Anggaran: KDE melibatkan meletakkan kernel pada setiap titik data dan menjumlahkannya untuk anggaran ketumpatan keseluruhan. Perwakilan matematik ditunjukkan di bawah:

Plot biola mencerminkan KDE di kedua -dua belah plot kotak pusat, mewujudkan bentuk biola. Komponen utama adalah:

• Plot kotak pusat: Menunjukkan pelbagai median dan interquartile (IQR).
• Plot ketumpatan: menggambarkan ketumpatan kebarangkalian data, menonjolkan kawasan penentuan tinggi.
• Axes: Paksi x mewakili kategori/kumpulan, dan paksi-y menunjukkan pengagihan data.

Plot biola cemerlang dengan pengagihan kompleks, mendedahkan multi-modality dan outliers. Walau bagaimanapun, kerumitan mereka mungkin mengurangkan intuitif bagi mereka yang tidak dikenali dengan visualisasi data.

Aplikasi dalam Sains Data dan Pembelajaran Mesin:

Plot biola mencari penggunaan dalam pelbagai senario:

• Analisis ciri: Memahami pengagihan ciri, mengenal pasti outlier, dan membandingkan pengagihan di seluruh kategori.
• Penilaian Model: Membandingkan nilai yang diramalkan dan sebenar untuk mengesan kecenderungan dan varians.
• HyperParameter Tuning: Membandingkan prestasi model merentasi tetapan hiperparameter yang berbeza.

Membandingkan kaedah visualisasi:

Mari kita bandingkan biola, kotak, dan plot ketumpatan menggunakan Seaborn, perpustakaan Python yang popular.

Langkah 1: Pasang perpustakaan

 ! Pip memasang Seaborn Matplotlib Pandas Numpy
Cetak ('mengimport perpustakaan ...', end = '')
Import Seaborn sebagai SNS
import matplotlib.pyplot sebagai PLT
Import Pandas sebagai PD
import numpy sebagai np
Cetak ('Selesai')

Langkah 2: Menjana data sintetik

 np.random.seed (11)
data = pd.dataFrame ({
    'Kategori': np.random.choice (['a', 'b', 'c'], saiz = 100),
    'Nilai': np.random.randn (100)
})

Langkah 3: Ringkasan Data

 cetak (data.head ())
cetak (data.describe (termasuk = 'semua'))
cetak (data ['kategori']. value_counts ())
cetak (data.isNull (). SUM ())

Langkah 4: Menjana plot

 Rajah, paksi = plt.subplots (1, 3, figsize = (18, 6))
sns.ViolInplot (x = 'kategori', y = 'nilai', data = data, kapak = paksi [0])
paksi [0] .set_title ('Plot Violin')
sns.boxplot (x = 'kategori', y = 'nilai', data = data, kapak = paksi [1])
paksi [1] .set_title ('plot kotak')
untuk kategori dalam data ['kategori']. Unik ():
    sns.kdeplot (data [data ['kategori'] == kategori] ['nilai'], label = kategori, kapak = paksi [2])
paksi [2] .set_title ('plot kepadatan')
paksi [2] .legend (title = 'kategori')
plt.tight_layout ()
plt.show ()

Output:

Kesimpulan:

Visualisasi data yang berkesan adalah penting dalam pembelajaran mesin. Plot biola menawarkan gabungan statistik terperinci dan ringkasan yang kuat, meningkatkan kejuruteraan dan pemilihan ciri. Fleksibiliti mereka membolehkan analisis pelbagai jenis data, mendedahkan corak tersembunyi dan anomali untuk membuat keputusan dan komunikasi yang lebih baik.

Takeaways Kunci:

• Plot biola menggabungkan perincian plot ketumpatan dan statistik ringkasan plot kotak.
• Mereka serba boleh, bekerja dengan pelbagai jenis data.
• Mereka membantu dalam analisis ciri, penilaian model, dan pengoptimuman hiperparameter.
• Perpustakaan seperti Seaborn memudahkan penciptaan mereka di Python.
• Mereka berkesan menyampaikan pengagihan data yang kompleks.

Soalan Lazim:

S1: Bagaimana Plot Violin Bantuan dalam Analisis Ciri? A1: Mereka mendedahkan bentuk pengedaran data, menonjolkan trend dan outlier, memudahkan pemilihan ciri dengan membandingkan pengagihan.

S2: Bolehkah mereka mengendalikan dataset besar? A2: Ya, tetapi laraskan jalur lebar KDE untuk mengekalkan kejelasan.

S3: Bagaimana untuk mentafsirkan pelbagai puncak? A3: Puncak berganda menunjukkan kelompok atau mod data yang berbeza, mencadangkan subkumpulan.

S4: Bagaimana untuk menyesuaikan penampilan di Python? A4: Seaborn dan Matplotlib menawarkan parameter untuk warna, lebar, dan jalur lebar KDE.

(Nota: Imej yang digunakan dalam artikel ini tidak dimiliki oleh [nama/organisasi anda] dan digunakan dengan kebenaran penulis.)

Atas ialah kandungan terperinci Plot biola: alat untuk menggambarkan pengagihan data. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!