UKRにおいて潜在変数と写像を描画するメソッドを追加

[ae14watanabe]

Description 説明
close #136
UKRで学習した潜在変数と写像を描画するメソッドをモデルに追加。

fit済みのインスタンス ukrに対してukr.visualize()を実行すると描画が行われる。
backendはTkAggのみ挙動するようになっており、事前にmatplotlibがimportされているとうまく動かないことに注意。
オプションの引数などの仕様については 5343e0f を参照のこと。

動物データで動作させた結果。左側が潜在空間、右側が特徴量の成分を表示するバー。これは初期状態（バーはデータの平均を表示するようにしている）

左側の任意の座標をクリックすると、その座標の写像先の成分を右で表示する

特定のバーを指定すると、その次元の値で左の潜在空間を着色する

Type of change 変更の種類

• New feature (non-breaking change which adds functionality)

How Has This Been Tested? どのようにテストしたか？

• tutorials/ukr/fitting_animal.py を実行

Reviewerへの依頼

• 明からさまに不安定な挙動しないか色々いじってみて欲しい
• 使う人にミスリーディングな部分があったら教えてください
  • どんな説明を画面に書いておくかとか
• これもできたら良いな、とかあれば教えてください（別issueで取り組んだ方がいい場合は別途issue切ります。）

作業To-do

• 任意の潜在空間上の座標zに対する写像f(z)=(f_1(z),\dots,f_D(z))の特徴量の描画
  • 潜在変数Z=(z_n)のplot
  • データラベルのplot
    • 潜在変数の値が被ってもラベルが見やすいようにノイズを付加する
  • クリックされた座標zの取得
  • クリックされた座標zのplot
  • その値からf(z)の値の取得
  • f(z)のbarを用いた表示
  • データの潜在変数にマウスを持ってきたらラベルを表示してくれる
    • そもそもラベルが与えられてないときは条件判定すら行わなくていい
• 任意の特徴量次元dによる潜在空間の着色
  • dの指定
    • やり方の選定
    • どのバーがクリックされたか認識
  • dを元に全ての代表点のd次元目の値を取ってくる
  • pcolormeshで潜在空間上に値を表示
  • どの次元を選択してるか表示する
  • contour表示する
  • 初期状態は非表示にする

[ae14watanabe]

欲を言えばやりたいこと

• PCAで3次元に落とした空間での多様体の表示（オプション）
• SOMでも使えるようにBaseManifoldModelingみたいなクラス作って、それを継承する形で描画出来るようにする

[tsuno0829]

is_show_all_label_dataの部分も変更してみましたがこちらのPCでも問題なく動作しました．
津野的には問題ないと思いますのでapproveします！

[ae14watanabe]

@tsuno0829 レビューしてもらったのに申し訳ないんだけど、内部の描画のメソッドをpcolormeshからimshowに変更してみたので、結果に違いがないかだけ確認してもらえませんか？お願いします！

[ae14watanabe]

ちょっと自分で結果見てたらなんかおかしいので、reviewタンマで。良さそうだったらdraft解除します。

[ae14watanabe]

修正しました。

[ae14watanabe]

colormapのちょうど真ん中の色を0に固定するオプションを付けました．動物データみたいな非負の値しか取らないデータの場合はcolormapの半分しか使わないことになります．バイカラーなcolormapの場合はそっちの方が分かりやすいかも．