机器学习中如何实现数据转换?数据转化的方法实践详细概述
一.标准化的原因
通常情况下是为了消除量纲的影响。譬如一个百分制的变量与一个5分值的变量在一起怎么比较?只有通过数据标准化,都把它们标准到同一个标准时才具有可比性,一般标准化采用的是Z标准化,即均值为0,方差为1,当然也有其他标准化,比如0--1标准化等等,可根据自己的数据分布情况和模型来选择
二.适用情况
看模型是否具有伸缩不变性。
不是所有的模型都一定需要标准化,有些模型对量纲不同的数据比较敏感,譬如SVM等。当各个维度进行不均匀伸缩后,最优解与原来不等价,这样的模型,除非原始数据的分布范围本来就不叫接近,否则必须进行标准化,以免模型参数被分布范围较大或较小的数据主导。但是如果模型在各个维度进行不均匀伸缩后,最优解与原来等价,例如logistic regression等,对于这样的模型,是否标准化理论上不会改变最优解。但是,由于实际求解往往使用迭代算法,如果
目标函数的形状太“扁”,迭代算法可能收敛得很慢甚至不收敛。所以对于具有伸缩不变性的模型,最好也进行数据标准化。
三.三种数据变换方法的含义与应用
Rescaling(重缩放/归一化):通常是指增加或者减少一个常数,然后乘以numpy库是标准库吗/除以一个常数,来改变数据的衡量单位。例如:将温度的衡量单位从摄氏度转化为华氏温度。
Normalizing(正则化):通常是指除以向量的范数。例如:将一个向量的欧氏长度等价于1 。在神经网络中,“正则化”通常是指将向量的范围重缩放至最小化或者一定范围,使所有的元素都在[0,1]范围内。通常用于文本分类或者文本聚类中。
Standardizing(标准化):通常是为了消除不同属性或样方间的不齐性,使同一样方内的不同属性间或同一属性在不同样方内的方差减小。例如:如果一个向量包含高斯分布的随机值,你可能会通过除以标准偏差来减少均值,然后获得零均值单位方差的“标准正态”随机变量。
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