AICE 작은 예제 및 참고용 코드

# 필요한 라이브러리 가져오기

# 그냥 무조건 가져온다고 생각하자 : pandas, numpy, seaborn, matplotlib.pyplot

# seaborn 설치가 되어 있지 않으면 라이브러리는 설치 필요 : !pip install seaborn

!pip install seaborn

 

import pandas as pd

import numpy as np

import seaborn as sns

import matplotlib.pyplot as plt

 

# Seaborn에서 제공하는 데이터셋 확인하기

sns.get_dataset_names()

 

# 많이 사용하는 데이터는 'iris' , 'tips' , 'titanic'

# 그중에서 iris 데이터셋 가져오기

# seaborn load_dataset('iris') 함수 활용 : 결과 iris 저장

 

iris = sns.load_dataset('iris')

 

# 가져온 iris 데이터 앞 5개 확인 하기

# 자동으로 판다스 데이터프레임 형식으로 읽어짐

 

iris.head()

 

# 간단하게 시각화해 보기

# 여러분은 잘 모르지만, 나중에 이렇게 시각화를 할수 있구나 알기

 

# value_counts 함수 이용해서 species 컬럼에 대한 분포 확인

 

iris['species'].value_counts()

 

# value_counts 함수 이용해서 species 컬럼에 대한 분포 확인값을 bar 차트 그리기

 

iris['species'].value_counts().plot(kind='bar')

 

# 판다스 plot 함수 활용해 산점도(scatter) 그래프 시각화해 보기

# 입력 : kind='scatter', x='sepal_length', y='petal_length'

 

 

iris.plot(kind='scatter', x='sepal_length', y='petal_length')

 

# 이번에는 seaborn scatterplot 함수 활용해서 산점도 그리기

# 입력 : data=iris, x='sepal_length', y='petal_length', hue='species'

 

# 위와 똑같은 그래프지만, 붓꽃 종류로 분류해서 그래프

# 붓꽃 종류 3가지가 구분되어 보입니다.

 

sns.scatterplot(data=iris, x='sepal_length', y='petal_length', hue='species')

 

# IRIS 데이터 뒤 5개 보기

 

iris.tail()

 

# X 분리 : 판다스 drop 함수 활용

# 입력 : 'species', axis=1

 

X = iris.drop('species', axis=1)

 

# 분리된 X 확인 : 데이터 타입이 데이터프레임 확인

 

X

 

# y 분리 : 'species' 컬럼값만 분리

 

y = iris['species']

 

# 분리된 y 확인 : 데이터 타입이 Series 확인

# y 값이 문자열로 되어 있음 확인

 

y

 

# Series, DataFrame 형태를 numpy array 변경하기

# 뒤쪽에서 타입이 맞지 않아서 에러 날수 있기 때문에

# X.values , y.values --> X , y 입력

 

X = X.values

y = y.values

 

print(X[:2])

print(y[:2])

 

# y값이 숫자가 아니기에 컴퓨터가 잘 이해하지 못해 숫자로 변환

# setosa --> 0, versicolor --> 1, virginica --> 2 : LabelEncoding

 

from sklearn.preprocessing import LabelEncoder

 

# 1. LabelEncoder 함수 정의 : le

# 2. y값에 대해 fit_transform 함수 이용해서 라벨인코딩 수행하고 다시 y에 저장

# 3. le.classes_ 출력해서 어떤 라벨들이 인코딩 되었는지 확인

 

le = LabelEncoder()

y = le.fit_transform(y)

print(le.classes_)

 

# y값들이 라벨인코딩되어 숫자로 표현됨 확인

 

y[:10]

 

# Train / Test 데이터셋 나누어주는 함수 : train_test_split

 

from sklearn.model_selection import train_test_split

 

# train_test_split 함수 활용

# 입력 : X, y

# Train : Test => 8 : 2  비율로 나누기 : test_size=0.2

# Train 데이터와 Test 데이터에 y가 쏠리지 않도록 하기 : stratify=y

# 매번 같은 결과 나오도록 값 고정 : random_state=42

# 결과 저장 : X_train, X_test, y_train, y_test

 

 

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2 , stratify=y, random_state=42)

 

# Train 과 Test 데이터셋 사이즈 확인

# X_train.shape, X_test.shape, y_train.shape, y_test.shape 확인

 

X_train.shape, X_test.shape, y_train.shape, y_test.shape

 

# DecisionTree 머신러닝 모델링

from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier

 

# 1. DecisionTreeClassifier 모델 정의 -> dt 저장

# 2. dt 모델 학습 : X_train, y_train

# 3. dt 모델 성능확인 : X_test, y_test

 

dt = DecisionTreeClassifier()

dt.fit(X_train, y_train)

dt.score(X_test, y_test)

 

# RandomForest 머신러닝 모델링

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier

 

# 1. RandomForestClassifier 모델 정의 -> rf 저장

# 2. rf 모델 학습 : X_train, y_train

# 3. rf 모델 성능확인 : X_test, y_test

 

rf = RandomForestClassifier()

rf.fit(X_train, y_train)

rf.score(X_test, y_test)

 

# X_test 첫라인 샘플 데이터 와 정답 출력

# setosa --> 0, versicolor --> 1, virginica --> 2

 

print(X_test[0:1])

print(y_test[0:1])

 

# X_test 첫라인 샘플 데이터을 모델 입력해서 예측하기

# rf 모델의 predict 함수 활용

# 입력 : X_test[0:1], 결과 : pred 저장

# pred 결과 출력

 

pred = rf.predict(X_test[0:1])

print(pred)

 

# 딥러닝 필요한 라이브러리 가져오기

 

import tensorflow as tf

from tensorflow.keras.models import Sequential

from tensorflow.keras.layers import Dense

 

# Sequential 모델 만들기 --> model 변수 저장

# input layer : (4, )

# hidden layer : 6 unit , activation='relu'

# output layer : 3 unit , activation

 

model = Sequential()

model.add(Dense(6, activation='relu', input_shape=(4,)))

model.add(Dense(3, activation='softmax'))

 

# 모델 컴파일 : compile

# loss='sparse_categorical_crossentropy'

# optimizer='adam'

# metrics=['accuracy']

 

model.compile(loss='sparse_categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])

 

# 모델 학습 : fit

# X_train, y_train, epochs=10, batch_size=8

# 학습결과 저장 : history

 

 

history = model.fit(X_train, y_train, epochs=10, batch_size=8)

 

# epochs 횟수 증가하여 모델 학습 : fit

# X_train, y_train, epochs=50, batch_size=8 --> epochs 50으로 변경

# 학습결과 저장 : history

 

history = model.fit(X_train, y_train, epochs=50, batch_size=8)

 

# epochs 횟수 증가하여 모델 학습 : fit

# X_train, y_train, epochs=50, batch_size=8 , validation_data=(X_test, y_test)

# 학습결과 저장 : history

 

history = model.fit(X_train, y_train, epochs=50, batch_size=8, validation_data=(X_test, y_test))

 

# 모델 학습 정보

 

history.history

 

# matplotlib 이용하여 그래프 그리기

# 1. plot 그리기 : 입력  history.history['loss'] , history.history['val_loss']

# 2. plot 그리기 : 입력  history.history['accuracy'] , history.history['val_accuracy']

# 3. title : 'Loss and Accuracy'

# 4. xlabel : "Epochs"

# 5. ylabel : "Loss"

# 6. legend : ["Loss", "Accuracy"]

# 7. plt.show()

 

 

plt.plot(history.history['loss'])

plt.plot(history.history['accuracy'])

plt.plot(history.history['val_loss'])

plt.plot(history.history['val_accuracy'])

plt.title('Loss and Accuracy')

plt.xlabel("Epochs")

plt.ylabel("Loss")

plt.legend(["Loss", "Accuracy", "Val_loss", "Val_Accuracy"])

plt.show()

 

 

[실습-정답] Python 활용한 AI 모델링 - 전처리 파트

[문제] df 데이터프레임에서 'customerID' 컬럼 삭제 하세요.

# DataFrame drop 함수

# 'customerID' 컬럼 삭제

# axis=1 옵션 사용해서 컬럼단위 삭제 수행

# inplace=True 옵션 사용하여 df DataFrame에 저장

 

 

df.drop('customerID', axis=1, inplace=True)

 

컬럼 내용 변경하기

범주형 문자 데이터를 숫자 변환하는것은 성능에 많은 영향을 미치므로 꼭 변환하로록 하자.

null, _ 문제있는 문자 데이터를 모델링하기 전에 미리 다른 데이터로 변경하거나 필요없을 경우 삭제하도록 하자.

 

# Boolean indexing으로 검색

 

cond = (df['TotalCharges'] == '') | (df['TotalCharges'] == ' ')

df[cond]