机器学习 08 特征工程 特征预处理

是什么?

通过一些转换函数将特征数据转换成更加适合算法模型的特征数据过程
为什么?

特征的单位或者大小相差较大,或者某特征的方差相比其他的特征要大出几个数量级,容易影响(支配)目标结果,使得一些算法无法学习到其它的特征
怎么做?

归一化
标准化

详解归一化,此部分理解即可

定义:

通过对原始数据进行变换把数据映射到(默认为[0,1])之间

公式:

机器学习 08 特征工程 特征预处理
作用于每一列,max为一列的最大值,min为一列的最小值,那么X’’为最终结果,mx,mi分别为指定区间值默认mx为1,mi为0
机器学习 08 特征工程 特征预处理
API
sklearn.preprocessing.MinMaxScaler (feature_range=(0,1)… )
MinMaxScalar.fit_transform(X)
X:numpy array格式的数据[n_samples,n_features]
返回值:转换后的形状相同的array
案例

import pandas as pd
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler

def minmax_demo():
    """
    归一化演示
    :return: None
    """
    data = pd.read_csv("dating.txt")
    print(data)
    # 1、实例化一个转换器类
    transfer = MinMaxScaler(feature_range=(2, 3))
    # 2、调用fit_transform
    data = transfer.fit_transform(data[['milage','Liters','Consumtime']])
    print("最小值最大值归一化处理的结果:\n", data)

    return None

总结:
注意最大值最小值是变化的,另外,最大值与最小值非常容易受异常点影响,所以这种方法鲁棒性较差,只适合传统精确小数据场景。

标准化(重点)
定义:
通过对原始数据进行变换把数据变换到均值为0,标准差为1范围内
公式:

作用于每一列,mean为平均值,σ为标准差机器学习 08 特征工程 特征预处理
作用于每一列,mean为平均值,σ为标准差
API
sklearn.preprocessing.StandardScaler( )
处理之后每列来说所有数据都聚集在均值0附近标准差差为1
StandardScaler.fit_transform(X)
X:numpy array格式的数据[n_samples,n_features]
返回值:转换后的形状相同的array

import pandas as pd
from sklearn.preprocessing import StandardScaler

def stand_demo():
    """
    标准化演示
    :return: None
    """
    data = pd.read_csv("dating.txt")
    print(data)
    # 1、实例化一个转换器类
    transfer = StandardScaler()
    # 2、调用fit_transform
    data = transfer.fit_transform(data[['milage','Liters','Consumtime']])
    print("标准化的结果:\n", data)
    print("每一列特征的平均值:\n", transfer.mean_)
    print("每一列特征的方差:\n", transfer.var_)

    return None

标准化总结
在已有样本足够多的情况下比较稳定,适合现代嘈杂大数据场景。