Machine Learning Project Essentials

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Questions and Answers

Quel est le facteur le plus important pour réussir un projet de machine learning ?

  • L'expérience de l'utilisateur
  • L'utilisation du meilleur algorithme
  • La disponibilité de grandes quantités de données (correct)
  • La complexité du modèle

Quel problème est généralement associé à une mauvaise préparation du dataset ?

  • Bias
  • Overfitting (correct)
  • Data leakage
  • Underfitting

À quel aspect doit-on particulièrement prêter attention lors de la conduction d'un projet de machine learning ?

  • Le choix d'un algorithme spécifique
  • La quantité et la qualité des données (correct)
  • La renommée de l'équipe de recherche
  • La simplicité du projet

Pourquoi est-il essentiel de bien préparer un dataset dans un projet de ML ?

<p>Pour améliorer la performance des algorithmes (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact de l'overfitting sur un modèle de machine learning ?

<p>Dégradation des performances sur de nouvelles données (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce que le sur-ajustement ?

<p>Lorsque le modèle est trop adapté aux données d'entraînement. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal inconvénient d'un modèle sur-ajusté ?

<p>Il ne généralise pas bien sur d'autres ensembles de données. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle méthode est utilisée pour équilibrer biais et variance dans un modèle ?

<p>La régularisation des paramètres du modèle. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment peut-on décrire un modèle sous-ajusté ?

<p>Il ne s'adapte pas bien aux données d'entraînement. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle solution peut-on envisager pour améliorer un modèle sous-ajusté ?

<p>Augmenter le nombre de paramètres du modèle. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal de la méthode de régularisation ?

<p>Améliorer la variance sans sacrifier le biais. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel impact peut avoir un modèle avec un grand biais ?

<p>Il généralise mal sur des données nouvelles. (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui pourrait entraîner un grand biais dans un modèle ?

<p>L'utilisation d'un modèle de faible complexité. (A)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce que le biais dans un modèle d'apprentissage automatique ?

<p>Une erreur due à un modèle erroné qui entraîne un underfitting. (A)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise un modèle avec une variance élevée ?

<p>Il est trop sensible aux détails et mène à un overfitting. (D)</p> Signup and view all the answers

Quels types de tâches peut résoudre l'apprentissage supervisé ?

<p>Classification et régression. (C)</p> Signup and view all the answers

Parmi les éléments suivants, lequel n'est pas un aspect pris en compte pour obtenir un bon modèle ?

<p>La ratio des caractéristiques dans le modèle. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal objectif de l'apprentissage supervisé ?

<p>Trouver des relations entre un ensemble de données et une valeur cible. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment identifier un problème d'Under fitting ou d'Over fitting dans un modèle?

<p>En analysant les erreurs sur le Train set et le Test set. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle situation caractérise un modèle ayant un grand biais?

<p>Erreurs élevées sur le Train set et le Test set. (D)</p> Signup and view all the answers

Que doit-on faire en cas de grand biais dans un modèle?

<p>Créer un modèle plus complexe avec plus de paramètres. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une solution pour un modèle ayant une grande variance?

<p>Collecter plus de données. (C), Diminuer la complexité du modèle. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la régularisation dans un modèle?

<p>Réduire la complexité du modèle pour éviter l'Over fitting. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel indicateur permet de majoritairement juger de l'Over fitting d'un modèle?

<p>Des erreurs faibles sur le Train set et élevées sur le Test set. (C)</p> Signup and view all the answers

Quels ajustements peuvent être faits pour réduire les erreurs dues à l'Under fitting?

<p>Récolter plus de features existantes. (A), Entraîner le modèle plus longtemps. (D)</p> Signup and view all the answers

Quand un modèle présente des erreurs élevées à la fois sur le Train set et le Test set, quel est le problème principal?

<p>Under fitting. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de la préparation des données dans un projet de ML?

<p>Éliminer les anomalies et normaliser les données (D)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi est-il nécessaire de normaliser les données avant de commencer un projet de ML?

<p>Pour garantir que toutes les données soient sur la même échelle (D)</p> Signup and view all the answers

Quel type de données nécessite une conversion en format numérique dans le pré-traitement des données?

<p>Features catégoriales (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est un exemple d'anomalie dans un Dataset qui doit être corrigé?

<p>Valeurs manquantes (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact des données redondantes sur l'apprentissage d'un algorithme de ML?

<p>Elles compliquent le processus d'apprentissage (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'un des premiers pas à effectuer avant de commencer à travailler avec un Dataset?

<p>Nettoyer et retoucher le Dataset (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal facteur qui influence la performance d'un algorithme de ML selon l'étude?

<p>La quantité de données (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est un avantage de nettoyer les anomalies du Dataset?

<p>Cela améliore la fiabilité des résultats (D)</p> Signup and view all the answers

Quel effet a un facteur de régularisation trop grand dans la fonction coût d'une régression linéaire ?

<p>Under fitting (C)</p> Signup and view all the answers

Comment peut-on utiliser le K dans K-Nearest Neighbour pour éviter des problèmes liés aux données aberrantes ?

<p>En augmentant K (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce que la technique Dropout dans les réseaux de neurones ?

<p>Une technique qui désactive des neurones aléatoirement (D)</p> Signup and view all the answers

Dans un processus d'entraînement de modèle, quelle est la fonction principale du Train set ?

<p>Former le modèle sur les données disponibles (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rapport idéal pour diviser un dataset entre Train set et Test set selon les meilleures pratiques ?

<p>80/20 (B)</p> Signup and view all the answers

Quel problème peut survenir si K est trop bas dans un modèle K-Nearest Neighbour ?

<p>Le modèle sera instable aux données aberrantes (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la méthode recommandée pour mesurer la performance d'un modèle sur des données futures ?

<p>Diviser les données de manière aléatoire en Train set et Test set (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le but principal de la régularisation dans un modèle de Machine Learning ?

<p>Réduire le surapprentissage (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Préparation de jeux de données

Le processus de préparation et de transformation des données pour les utiliser dans des modèles d'apprentissage automatique.

Le problème de sur-apprentissage

Un modèle d'apprentissage automatique est trop complexe et s'adapte trop bien aux données d'entraînement, ce qui entraîne de mauvaises performances sur de nouvelles données.

Généralisation

La capacité d'un modèle d'apprentissage automatique à généraliser à de nouvelles données, après avoir été formé sur des données d'entraînement.

Importance des données

La quantité de données disponibles pour la formation est un facteur crucial pour la réussite d'un projet d'apprentissage automatique.

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Succès en apprentissage automatique

La réussite d'un projet d'apprentissage automatique ne dépend pas uniquement de la performance de l'algorithme, mais aussi de sa préparation et de l'utilisation des données.

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Importance des données en ML

La performance d'un modèle d'apprentissage automatique dépend de la qualité et de la quantité de données disponibles pour son entraînement.

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Qualité des données en ML

Une étude a montré que la qualité des données est plus importante que la quantité pour un modèle d'apprentissage automatique.

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Rôle de la préparation des données

La préparation des données est une étape cruciale dans le succès d'un projet d'apprentissage automatique.

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Temps de préparation des données

La préparation des données peut prendre jusqu'à 80% du temps total d'un projet d'apprentissage automatique.

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Etapes de la préparation des données

Le processus de préparation des données consiste à nettoyer les erreurs, normaliser les données, convertir les données catégorielles et éliminer les données redondantes dans un ensemble de données.

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Normalisation des données

L'apprentissage automatique est plus rapide et plus efficace avec des données normalisées.

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Conversion des données catégorielles

Les données catégorielles, comme les genres (homme/femme), doivent être converties en données numériques pour l'apprentissage automatique.

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Élimination des données redondantes

Les données redondantes ou inutiles doivent être supprimées pour faciliter l'apprentissage automatique.

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Fonction coût d'entraînement (J(θ)train)

L'erreur de votre modèle sur les données d'entraînement. Elle mesure la capacité du modèle à apprendre les données existantes.

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Fonction coût de test (J(θ)test)

L'erreur de votre modèle sur les données de test. Elle mesure la capacité du modèle à prédire de nouvelles données.

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Under fitting (Biais trop élevé)

Le modèle est trop simple et ne peut pas bien apprendre les données d'entraînement.

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Over fitting (Variance trop élevée)

Le modèle est trop complexe et apprend les données d'entraînement trop bien, au point de mal prédire de nouvelles données.

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Signes d'Under fitting

Grande erreur d'entraînement et grande erreur de test, indiquant un modèle sous-ajusté.

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Signes d'Over fitting

Petite erreur d'entraînement, mais grande erreur de test, indiquant un modèle sur-ajusté.

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Régularisation

Techniques pour améliorer la performance d'un modèle en réduisant l'overfitting.

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Ajustement des hyperparamètres

Processus d'amélioration de la performance d'un modèle en modifiant ses paramètres.

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Modèle sous-ajusté

Un modèle qui est trop simple et ne capture pas les relations complexes dans les données. Il a tendance à sous-estimer le modèle.

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Variance

L'erreur dans un modèle due à la sensibilité aux détails spécifiques des données d'entraînement, ce qui rend difficile la généralisation à de nouvelles données.

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Modèle surajusté

Un modèle qui est trop complexe et s'adapte trop bien aux données d'entraînement, ce qui entraîne de mauvaises performances sur de nouvelles données.

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Biais

L'erreur dans un modèle due à des hypothèses incorrectes ou à un modèle trop simple.

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Réglage d'un modèle

Le choix d'un algorithme d'apprentissage automatique et l'optimisation de ses paramètres pour maximiser les performances du modèle.

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Sur-apprentissage

Lorsque votre modèle d'apprentissage automatique est trop complexe et apprend par cœur les données d'entraînement, il risque de ne pas bien performer sur de nouvelles données.

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Sous-apprentissage

Lorsque le modèle d'apprentissage automatique est trop simple et ne parvient pas à capturer les complexités des données d'entraînement, il est considéré sous-entraîné.

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Biais élevé

Un modèle d'apprentissage automatique sous-entraîné est trop simple et ne réussit pas à saisir les tendances dans les données d'entraînement. Il a un biais élevé. Cela signifie qu'il est biaisé vers une certaine interprétation et ne peut pas généraliser.

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Variance élevée

Un modèle d'apprentissage automatique sur-entraîné est trop complexe et s'adapte trop bien aux données d'entraînement. Il a une variance élevée. Cela signifie qu'il est sensible aux variations dans les données d'entraînement.

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Limiter la variance

La régularisation permet de limiter la variance d'un modèle en pénalisant légèrement l'amplitude des paramètres, évitant ainsi un sur-apprentissage.

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Préserver les features

La régularisation permet de préserver toutes les features du modèle, ce qui peut aider à améliorer la performance du modèle.

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Pénaliser la fonction de coût

L'ajout d'un terme de pénalité à la fonction de coût du modèle est une technique de régularisation qui aide à contrôler la complexité du modèle. Le terme de pénalité est appliqué aux paramètres du modèle pour minimiser leur valeur.

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Fonction de coût

La fonction de coût mesure l'erreur d'un modèle d'apprentissage automatique. Elle reflète combien le modèle se trompe en prédisant des valeurs par rapport aux valeurs réelles.

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Facteur de régularisation

Le facteur de régularisation contrôle l'intensité de la pénalité appliquée à un modèle d'apprentissage automatique. Il est comme un bouton pour ajuster la quantité de régularisation appliquée.

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K-Nearest Neighbors

K-Nearest Neighbors est un algorithme d'apprentissage automatique qui prédit la classe d'un point de données en fonction de la classe de ses k voisins les plus proches. C'est comme une enquête de voisinage pour déterminer la nature d'un nouvel habitant.

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Dropout

La technique de Dropout est utilisée pour empêcher un réseau de neurones de sur-apprendre en désactivant aléatoirement certains neurones à chaque cycle d'apprentissage. C'est comme empêcher certains étudiants de participer à une séance d'étude pour encourager l'apprentissage autonome.

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Ensemble d'entraînement et ensemble de test

Un ensemble d'entraînement est utilisé pour entraîner un modèle d'apprentissage automatique, tandis qu'un ensemble de test est utilisé pour évaluer la performance du modèle sur des données non vues auparavant. C'est comme pratiquer un sport avec un entraîneur (ensemble d'entraînement) et participer à une compétition officielle (ensemble de test).

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Study Notes

Cours de Support : Intelligence Artificielle

  • Le cours est intitulé "Intelligence Artificielle"
  • Le cours est destiné aux étudiants de Master 2 en Réseaux et Télécommunications.
  • Le cours est dispensé par M. Mohammed Hicham HACHEMI, Maître de Conférences HDR (Habilité à diriger des recherches).

Chapitre VI : Gestion d'un Projet ML

  • Ce chapitre traite de la gestion des projets d'apprentissage automatique (ML).

VI.1 Introduction

  • La maitrise des algorithmes n'est pas suffisante pour réussir un projet ML.
  • Une mauvaise préparation du dataset et le problème d'overfitting sont deux problèmes courants.
  • Une citation d'Andrew Ng souligne l'importance des données : "Ce n'est pas celui qui dispose du meilleur algorithme qui réussit, mais celui qui dispose du plus de données".
  • Une étude de 2001 de Michelle Banko et Eric Brill montre que la performance d'un programme ML dépend avant tout de la quantité de données dans le dataset.
  • La bonne compréhension et préparation des données est primordiale pour la performance de n'importe quel algorithme.
  • La majorité du temps requis dans un projet ML est dédié au prétraitement des données.

VI.2 Prétraitement des données

  • Avant de commencer, il est impératif de retoucher le dataset.
  • Il est fréquent que les datasets contiennent des anomalies ou des erreurs qui doivent être corrigées ou supprimées.
  • Il est important de normaliser les données pour les mettre sur une même échelle afin d'améliorer la rapidité et l'efficacité de l'apprentissage machine.
  • Il faut gérer les valeurs manquantes (attribuer une valeur par défaut) et convertir les données catégorielles en numériques.
  • Le nettoyage du dataset des features redondantes peut faciliter l'apprentissage machine.
  • La création de nouvelles features (feature engineering) est un point clé qui peut faire toute la différence.

VI.3 Overfitting

  • L'overfitting survient lorsqu'un modèle est trop complexe et contient trop de paramètres ou de features.
  • Bien qu'un tel modèle puisse avoir un coût faible, il souffre d'une grande variance.
  • Le modèle aura de bonnes performances sur le dataset d'entraînement, mais de mauvaises performances sur de nouvelles données.
  • Il est important d'avoir un juste milieu entre le biais et la variance.
  • Cela se traduit par un modèle moins performant que prévu.

VI.4 Underfitting

  • L'underfitting survient lorsqu'un modèle est trop simple avec peu de paramètres, ce qui résulte en un grand biais.
  • Le modèle est incapable de capter la relation entre les données.
  • Il manque de précision et sous-performera sur les données d'entraînement et d'évaluation.
  • Les modèles peuvent se révéler erronés et souffrir du problème de variance.
  • Il arrive fréquemment lors de régressions et de classifications.

VI.5 Régularisation

  • La régularisation est une technique pour trouver le juste milieu entre le biais et la variance.
  • Elle permet de réguler l'amplitude des paramètres.
  • Permet de limiter la variance du modèle sans sacrifier son biais.
  • Permet de garder toutes les caractéristiques d'un modèle, tout en réduisant le sur-apprentissage.
  • Différentes techniques incluent la pénalisation de la fonction coût, K-Nearest Neighbor (augmentation de K), et Dropout pour les réseaux de neurones.
  • Un facteur de régularisation est un paramètre qui contrôle le niveau de pénalité pour la régularisation.

VI.6 Train Set et Test Set

  • Pour évaluer la performance d'un modèle avec certitude, il faut le tester sur des données qu'il n'a jamais vues auparavant.
  • Pour ce faire, le dataset est divisé aléatoirement en deux parties : un train set (80%) pour l'entraînement et un test set (20%) pour évaluer la performance.

VI.7 Identifier un problème d'Underfitting ou d'Overfitting

  • Une manière efficace d'identifier le type de problème rencontré est d'analyser les erreurs sur le train set et sur le test set.
  • Un grand biais indique un Underfitting. Une grande variance indique un Overfitting.

VI.8 Que faire en cas d'Overfitting ou d'Underfitting ?

  • Underfitting: Créer un modèle plus complexe avec plus de paramètres, créer plus de caractéristiques, entraîner plus longtemps, diminuer le taux d'apprentissage (learning rate).
  • Overfitting: Utiliser la régularisation, utiliser un modèle à moins de paramètres , augmenter le volume de données.

VI.9 Résumé des étapes de développement ML

  • Les étapes incluent l'importation de données, le prétraitement, la division entre les jeux de données d'entraînement et de validation, l'évaluation du modèle sur le jeu de validation, l'entraînement du modèle sur le jeu d'entraînement, et l'évaluation finale.
  • Les éventuels problèmes rencontrés (Underfitting et Overfitting) conduisent à la révision des choix.

VI.10 Résumé sur Biais et Variance

  • Le biais est l'erreur due à un modèle trop simple qui manque de précision.
  • La variance est l'erreur due à un modèle trop complexe qui est sensible aux détails, incapable de généraliser.

Supervisé (Supervised) Learning Tasks

  • Les algorithmes d'apprentissage supervisé permettent de trouver des relations entre un ensemble de caractéristiques et une valeur cible.
  • La valeur cible peut être discrète (classification) ou continue (régression).

VI.10 Choisir un algorithme

  • Arriver à un bon modèle implique la sélection de l'algorithme adapté, et le réglage de ses hyperparamètres approprié.

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