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기술

데이터 누출 (기계 학습)

데이터 누출 (기계 학습)기술
영문명
Data leakage
분야
기계 학습의 모델 평가
대표 원인
학습과 평가 정보의 경계 혼합
주요 영향
일반화 성능 평가의 왜곡
기계 학습에서 데이터 누출은 예측 시점에는 사용할 수 없는 정보가 모델을 만드는 과정에 들어가는 문제다. 검증이나 시험 자료의 정보가 학습에 섞이면 새 자료에 대한 성능을 낙관적으로 평가할 수 있다. 모델 계수뿐 아니라 전처리와 특성 선택에서도 발생한다.

정답 열을 넣는 것만의 문제가 아니다

정답을 직접 입력 특성으로 쓰는 것은 명백한 예지만 누출은 더 간접적으로도 생긴다. 평가 자료의 값으로 정한 평균이나 선택한 특성이 학습 절차에 반영되면 모델은 원래 보지 않아야 할 자료의 영향을 받는다.

평균을 계산하는 작은 예제

학습값이 1과 3이면 중심화에 사용할 학습 평균은 2다. 시험값 100까지 합쳐 평균을 구하면 104/3이 된다. 같은 학습값을 변환하더라도 시험 자료의 유무에 따라 결과가 달라진다. 시험의 정답을 쓰지 않았더라도 시험 입력의 정보가 전처리에 들어간 것이다.

특성 선택과 교차 검증

전체 자료의 정답과 가장 잘 맞는 특성을 먼저 고른 뒤 교차 검증하면 검증 자료도 특성을 고르는 데 이미 사용된 셈이다. 각 분할 안에서 학습 묶음으로 특성을 다시 선택해야 분리된 평가가 된다. 전처리 뒤의 모델 학습 단계만 나누어서는 이 문제가 해결되지 않는다.

학습과 적용을 분리하기

자료를 나눈 뒤 학습 자료로 변환 규칙을 정하고, 같은 규칙을 검증·시험 자료에 적용한다. 파이프라인은 이런 순서를 묶는 데 도움이 되지만 잘못된 입력 특성 자체를 자동으로 찾아 주지는 않는다. 실제 예측 시점에 각 정보를 얻을 수 있었는지도 확인해야 한다.

관련 문서

교차 검증 / 과적합 / 기계 학습 / 릿지 회귀 / 라소 회귀 / 엘라스틱 넷 / 평균