記事作成日:2023年9月14日

クラスタリングとは?

AIのクラスタリングとは、データセットを特定のルールに基づいていくつかのグループ(クラスタ)に分類する手法です。

特にデータ間の類似度に基づいて、似たものを集めたグループに分ける手法が代表的です。

クラスタリングは、機械学習における「教師なし学習」の一種です。 教師あり学習は、事前にデータにラベル付けをして学習しますが、クラスタリングは事前にラベル付けをせずに学習します。

クラスタリングの目的

クラスタリングの目的は、データの中から意味のあるパターンを発見することです。

例えば、顧客データから、顧客の属性や行動に基づいて、顧客セグメントを作成することで、顧客のニーズを把握し、マーケティングや営業活動を効率化することができます。また、商品データから、商品のレビューに基づいて、商品の評価を分析することで、商品開発やマーケティングに活用することができます。

クラスタリングの仕組み

クラスタリングの仕組みは、大きく分けて2つあります。

1つ目の仕組みは、データの特徴量を数値化して、その距離や類似度に基づいてグループ分けする方法です。

例えば、顧客の属性データ(性別、年齢、居住地、購入履歴など)を数値化して、類似度に基づいてグループ分けすることで、顧客セグメントを作成することができます。

もう1つの仕組みは、データの特徴量をグラフで可視化し、その形状や配置に基づいてグループ分けする方法です。

例えば、商品のレビューデータをグラフで可視化することで、商品の評価を高くする要因を分析することができます。

クラスタリングアルゴリズム

クラスタリングアルゴリズムには、さまざまな種類があります。

代表的なアルゴリズムとしては、以下のものがあります。

階層的クラスタリング: データの距離に基づいて、上位から下位へとグループ分けしていくアルゴリズムです。 代表的な手法としては、次のようなものがあります。

  • 単純型:データの距離を計算して、最も近い2つのデータを1つのクラスタにまとめていきます。
  • 完全型:データの距離を計算して、最も遠い2つのデータを1つのクラスタにまとめていきます。
  • 中間型:単純型と完全型の両方の特徴を併せ持ったアルゴリズムです。

非階層的クラスタリング: データの特徴量を数値化して、その類似度に基づいてグループ分けしていくアルゴリズムです。 代表的な手法としては、次のようなものがあります。

  • k-means法:事前に決めたクラスタ数に分割するように、データの特徴量を類似度に基づいてグループ分けしていきます。
  • 次元削減を用いたクラスタリング:データの特徴量の次元を削減した上で、類似度に基づいてグループ分けしていきます。
  • 密度ベースクラスタリング:データの密度に基づいてグループ分けしていきます。

クラスタリングの活用事例

クラスタリングは、さまざまな分野で活用されています。代表的な活用事例としては、以下のものがあります。

顧客セグメントの作成: 顧客属性データや購入履歴に基づいて、顧客をセグメント分けすることで、マーケティングや営業活動の効率化につなげることができます。

商品の評価分析: 商品のレビューデータに基づいて、商品の評価を高くする要因を分析することで、商品開発やマーケティングに活用することができます。

異常検知: データの特徴量が大きく変化した場合、異常値として検知することができます。異常値は、機械の故障や不正取引などの兆候である可能性があります。

データの可視化: データの特徴量をグラフで可視化することで、データの傾向や関係性を把握することができます。

クラスタリングの注意点

クラスタリングを活用する際には、いくつかの注意点があります。

  • 1つ目の注意点は、クラスタリングアルゴリズムによって、グループ分けの結果が異なる可能性があることです。そのため、複数のアルゴリズムを試して、最適な結果を得ることが重要です。

  • 2つ目の注意点は、クラスタリングは、データの特徴量に基づいてグループ分けするため、データの特徴量が偏っていると、正確なグループ分けができません。そのため、データの特徴量を事前に確認しておくことが重要です。

  • 3つ目の注意点は、クラスタリングは、あくまでもデータの特徴量に基づいたグループ分けであり、データの意味を反映していない可能性があります。そのため、グループ分けの結果を解釈する際には、注意が必要です。

まとめ

クラスタリングは、データセットを特定のルールに基づいていくつかのグループ(クラスタ)に分類する手法です。特にデータ間の類似度に基づいて、似たものを集めたグループに分ける手法が代表的です。

クラスタリングは、さまざまな分野で活用されており、マーケティングや営業活動、商品開発、異常検知、データの可視化など、さまざまな用途に利用することができます。

クラスタリングを活用する際には、クラスタリングアルゴリズムによってグループ分けの結果が異なる可能性があること、データの特徴量が偏っていると、正確なグループ分けができない可能性があること、クラスタリングはあくまでもデータの特徴量に基づいたグループ分けであり、データの意味を反映していない可能性があることに注意が必要です。



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