【Weka】アソシエーション・ルール(association rule)【機械学習】

フリーの機械学習ツール Weka でアソシエーション・ルール(association rule)を使ってみたときのメモです。

アソシエーション・ルール(association rule)とは、事象間の共起性(Co-occurence)を表す規則(rule)を意味します。

有名なのは、大量のスーパーの購入履歴から「ビールとおむつが同時に買われることが多い」というようなルールを探し出すことです。

データの準備

まず、CSV 形式で以下のようなデータを用意しました。

７つの事象の共起性のルールを自動的に見つけていきます。ちなみに、「yes」となっているところが対象事象が観測されたことを意味しています。

データの読み込みは、Weka を起動させ、

前処理 -> ファイルを開く からCSV ファイルを選択します。

最小支持度(minsup)と最小信頼度(minconf)の設定

膨大な数のアソシエーション・ルールから有用なルールと無用なルールの区別を行うための指標が、支持度(support)と信頼度(confidence)になります。

大量のルールから、ある条件を満たすルールのみを有用なルールとみなし抽出します。

その際に用いる、最小支持度(minsup)と最小信頼度(minconf)を Weka で設定します。

アソシエートタブの「選択」ボタンの横のエリアをクリックします。

すると、以下のようなウィンドウが開きます。

最小支持度が「lower BoundMinSupport」で設定でき、最小信頼度が「minMetric」で設定できます。

今回は、最小支持度が 30%、最小信頼度が 75% で設定しました。

実行および結果

「開始」ボタンを押すと、ルールの抽出が行われ、右側に結果が表示されます。

結果は以下のようになり、条件を満たす１５個のルールが抽出されました。

ちなみに「conf」は信頼度を表しています。

=== 実行情報 ===

スキーマ: weka.associations.Apriori -N 20 -T 0 -C 0.75 -D 0.05 -U 1.0 -M 0.3 -S -1.0 -c -1
関連: association_rule_data
インスタンス: 8
要素: 7
coffee
bread
butter
milk
beer
beans
rice
=== アソシエートモデル (トレーニングセット) ===

 

Apriori
=======

Minimum support: 0.3 (2 instances)
Minimum metric <confidence>: 0.75
Number of cycles performed: 14

Generated sets of large itemsets:

Size of set of large itemsets L(1): 6

Size of set of large itemsets L(2): 6

Size of set of large itemsets L(3): 2

Best rules found:

1. bread=yes 4 ==> butter=yes 4 conf:(1)
2. coffee=yes butter=yes 3 ==> bread=yes 3 conf:(1)
3. coffee=yes bread=yes 3 ==> butter=yes 3 conf:(1)
4. milk=yes 2 ==> bread=yes 2 conf:(1)
5. milk=yes 2 ==> butter=yes 2 conf:(1)
6. beer=yes 2 ==> butter=yes 2 conf:(1)
7. butter=yes milk=yes 2 ==> bread=yes 2 conf:(1)
8. bread=yes milk=yes 2 ==> butter=yes 2 conf:(1)
9. milk=yes 2 ==> bread=yes butter=yes 2 conf:(1)
10. bread=yes 4 ==> coffee=yes 3 conf:(0.75)
11. coffee=yes 4 ==> bread=yes 3 conf:(0.75)
12. coffee=yes 4 ==> butter=yes 3 conf:(0.75)
13. bread=yes butter=yes 4 ==> coffee=yes 3 conf:(0.75)
14. bread=yes 4 ==> coffee=yes butter=yes 3 conf:(0.75)
15. coffee=yes 4 ==> bread=yes butter=yes 3 conf:(0.75)