Statistics and Machine Learning Toolbox

주요 업데이트

 

Statistics and Machine Learning Toolbox

통계 및 머신러닝을 사용한 데이터 분석 및 모델링

Statistics and Machine Learning Toolbox는 MATLAB에서 통계 분석 및 머신러닝을 수행하는 함수와 앱을 제공합니다.

통계 분석의 경우, 기술 통계량을 사용해 데이터를 탐색하고, 확률 분포를 피팅하며, 가설을 검정하고, ANOVA(분산분석)를 수행하며, 실험을 계획하고, 측정 시스템을 검증하며, 공정을 모니터링할 수 있습니다. 프로그래밍 방식의 분석을 위한 함수뿐 아니라, 분포 피팅, DOE(실험계획법), Gage R&R 등 안내형 워크플로를 위한 대화형 앱도 제공합니다.

머신러닝의 경우, 회귀, 분류, 군집화 및 기타 모델을 대화형 방식 또는 프로그래밍 방식으로 훈련시킬 수 있습니다. 이 툴박스는 특징 엔지니어링, 차원 축소, 모델 해석, Simulink 통합 및 배포를 위한 C/C++ 코드 생성을 지원합니다. 대화형 워크플로의 경우, 분류 학습기 또는 회귀 학습기 앱을 사용해 데이터를 탐색하고, 특징을 선택하며, 검증 방식을 지정하고, 하이퍼파라미터를 조정하며, 여러 알고리즘을 나란히 비교 평가할 수 있습니다.

비디오 길이: 1:52

통계 분석

다차원 산점도 플롯은 변수 간의 관계를 보여줍니다.

데이터 탐색 및 시각화

통계 플롯, 대화형 그래픽 및 기술 통계량으로 데이터를 탐색할 수 있습니다. 중심 경향성, 산포도, 분포 형태, 상관관계, 공분산을 요약해 데이터의 특성을 파악할 수 있습니다.

추정된 계수, 표준화 효과, ANOVA 결과를 포함한 선형 회귀 피팅 요약을 보여주는 DOE 탐색기 앱.

DOE (실험계획법)

DOE 탐색기 앱에서 체계적인 실험을 설계하고 응답 데이터를 분석할 수 있습니다. MATLAB에서 일반적인 실험 설계를 생성하고, 선형 모델을 피팅하며, ANOVA 및 잔차 진단을 검토하고, 추가 분석을 위해 결과를 내보낼 수 있습니다.

 중심선과 관리 한계가 표시된 X-bar 및 R 관리도.

통계적 공정관리

관리도, 공정능력 분석 및 파레토 분석을 사용해 공정 안정성과 공정능력을 모니터링할 수 있습니다. Gage R&R 앱으로 측정 시스템의 변동성을 평가할 수 있습니다.

고장 데이터가 중도절단된 수명 값과 함께 표시되어 있습니다.

신뢰성 분석

중도절단된 수명 데이터로부터 고장 시간, 위험률 및 생존 곡선을 모델링한 다음, 이러한 추정값으로부터 MTBF(평균고장간격)를 계산할 수 있습니다.

샘플 데이터에 대해 평가된 확률 분포 피팅.

확률 분포

연속 및 이산 분포를 피팅하고, 통계 플롯으로 적합도를 평가하며, 확률 밀도 및 누적 분포 함수를 계산할 수 있습니다. 

신뢰구간과 함께 그룹 평균을 보여주는 ANOVA 비교 플롯.

가설검정 및 ANOVA

그룹을 비교하고 T-검정, 비모수적 검정, 분포 검정 및 ANOVA를 사용해 요인의 영향을 평가할 수 있습니다. 일원, 다원 및 반복측정 ANOVA과 함께 사후 비교와 수행하여 집단 간 통계적 차이를 해석할 수 있습니다.

문서 (가설검정, ANOVA) | 예제 (가설검정, ANOVA)

머신러닝

훈련된 회귀 모델을 비교하는 회귀 학습기 앱.

분류 및 회귀

코드를 작성하지 않고도 분류 및 회귀 모델을 대화형 방식으로 훈련시키고, 검증하며, 비교할 수 있습니다. 데이터를 탐색하고, 특징을 선택하며, 검증 방식을 설정하고, 하이퍼파라미터를 조정하며, 훈련된 모델 또는 MATLAB 코드를 내보낼 수 있습니다.

가우스 과정 회귀 모델을 피팅하고 예측 구간을 비교하는 MATLAB 코드 예제.

머신러닝 워크플로

MATLAB에서 데이터 준비 및 특징 엔지니어링부터 모델 훈련, 평가, 배포에 이르는 종단간 머신러닝 워크플로를 구축할 수 있습니다. 재사용 가능한 파이프라인을 만들고, 워크플로를 자동화하며, 실험 규모를 확장할 수 있습니다. 

임베디드 하드웨어용 코드를 생성하거나 엔터프라이즈 시스템용 모델을 컴파일하는 MATLAB 머신러닝 워크플로를 보여주는 다이어그램.

코드 생성 및 배포

머신러닝 모델을 프로덕션 시스템 및 임베디드 타겟에 배포할 수 있습니다. 훈련된 모델로부터 최적화된 C/C++ 코드를 생성하거나 훈련된 모델을 Simulink 워크플로에 통합할 수 있습니다.

특징 전반에서 예측 변수의 중요성을 보여주는 부분 최소제곱 회귀 계수 플롯.

특징 엔지니어링

특징을 추출하고 변환하고 선택하여 예측 성능을 향상할 수 있습니다. PCA와 같은 차원 축소 기법 및 특징 선택을 적용하여 모델링에 가장 유용한 입력 변수를 식별할 수 있습니다.

분류 워크플로 컴포넌트로 이루어진 머신러닝 파이프라인.

머신러닝 파이프라인

전처리, 특징 선택 및 모델 훈련을 결합한 워크플로를 정의하여 재사용 가능한 파이프라인을 구축할 수 있습니다. 이를 통해 실험을 표준화하고 수작업 단계를 줄이며, 팀과 애플리케이션 전반에 걸쳐 일관된 워크플로를 배포할 수 있습니다.

“저는 오픈소스 대안보다 MATLAB을 사용할 때 훨씬 더 효율적으로 작업할 수 있습니다. 단 3주 만에 MATLAB으로 분석 소프트웨어를 개발하고 배포했으며, 이를 통해 이미 MedImmune 연구원들의 업무 시간을 수천 시간이나 절감할 수 있었습니다.”

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