ガウス過程(Gaussian Process)
ガウス過程(Gaussian Process)は、確率論的なモデルであり、機械学習や統計解析において使用される非常に強力な手法です。ガウス過程は、確率分布に従う無数の確率変数の集合であり、それぞれの変数が連続的に結びついています。
ガウス過程は、データから関数をモデル化するために使用されます。具体的には、ガウス過程を用いて関数の事後分布を推定し、新しい入力に対する予測分布を計算することができます。
ガウス過程は、以下の特徴を持っています:
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柔軟性: ガウス過程は、非線形な関数モデル化に適しています。データに適応するために、適切なカーネル(またはカーネル関数)を選択することで、非線形な関数関係を表現することができます。
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不確実性の推定: ガウス過程は、予測分布における不確実性(信頼性)を提供します。予測分布は、事後分布の平均値と共分散行列によって定義されます。これにより、予測の確信度や信頼区間を推定することができます。
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無限次元性: ガウス過程は、無限次元の関数空間を定義します。これにより、任意の数の入力次元を扱うことができます。
ガウス過程は、回帰問題やクラス分類問題、異常検知など、さまざまな機械学習タスクに適用することができます。ガウス過程の学習と予測は、事後分布の計算に基づいて行われます。学習データから得られた事後分布を使用して、新しいデータポイントに対する予測分布を生成します。
Pythonでは、機械学習ライブラリであるscikit-learnやGPyなどを使用してガウス過程モデルを実装することができます。これらのライブラリは、ガウス過程のカーネル関数の選択やハイパーパラメータの最適化などをサポートしています。