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python三种数据标准化方式

2024年07月19日 Python 我要评论
python三种数据标准化数据变换是数据准备的重要环节,它通过数据平滑、数据聚集、数据概化和规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。常见的变换方法:1.数据平滑:去除数据中的噪声,将连续数据离散

python三种数据标准化

数据变换是数据准备的重要环节,它通过数据平滑数据聚集数据概化规范化 等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。

常见的变换方法:

  • 1.数据平滑:去除数据中的噪声,将连续数据离散化。这里可以采用分箱、聚类和回归的方式进行数据平滑
  • 2.数据聚集:对数据进行汇总,在sql中有一些聚集函数可以供我们操作(比如max)反馈某个字段的数值最大值,sum返回某个字段的数值总和;
  • 3.数据概化:将数据由较低的概念抽象成为较高的概念,减少数据复杂度,即用更高的概念替代更低的概念。比如说上海、杭州、深圳、北京可以概化为中国。
  • 4.数据规范化:使属性数据按比例缩放,这样就将原来的数值映射到一个新的特定区域中。常用的方法有最小一最大规范化、z-score规范化、按小数定标规范化等;
  • 5.属性构造:构造出新的属性并添加到属性集中。这里会用到特征工程的知识,因为通过属性与属性的连接构造新的属性,其实就是特征工程。比如说,数据表中统计每个人的英语、语文和数学成绩,你可以构造一个“总和“这个属性,来作为新属性。这样“总和这个属性就可以用到后续的数据挖掘计算中。

在这些变换方法中,最简单易用的就是对数据进行规范化处理。下面我来给你讲下如何对数据进行规范化处理。

1、min-max 归一化

min-max规范化方法是将原始数据变换到[0,1]的空间中。

用公式表示就是:

新数值=(原数值-极小值)/(极大值-极小值)。

2、z-score标准化

我们定义:

新数值=(原数值一均值)/标准差。

3、小数定标规范化

小数定标规范化就是通过移动小数点的位置来进行规范化。

小数点移动多少位取决于属性a的取值中的最大绝对值。

举个例子:

  • 比如属性a的取值范围是-999到88,那么最大绝对值为999,小数点就会移动3位,即新数值=原数值/1000。
  • 那么a的取值范围就被规范化为-0.999到0.088。

python的scikit-learn库使用

  • min-max 规范化
from sklearn import preprocessing 
import numpy as np
#初始化数据,每一行表示一个样本,每一列表示一个特征
x=np.array([[0.,-3.,1.],
            [3.,1.,2.],
            [0.,1.,-1.]])
#将数据进行[0,1]规范化
min_max_scaler=preprocessing.minmaxscaler()
minmax_x=min_max_scaler.fit_transform(x)
print (minmax_x)
  • z-score规范化
from sklearn import preprocessing 
import numpy as np
#初始化数据
x=np.array([[0.,-3.,1.],
            [3.,1.,2.],
            [0.,1.,-1.]])
#将数据进行z-score规范化
scaled_x=preprocessing.scale(x)
print (scaled_x)
  • 小数定标规范化
from sklearn import preprocessing 
import numpy as np
#初始化数据
x=np.array([[0.,-3.,1.],
            [3.,1.,2.],
            [0.,1.,-1.]])
#小数定标规范化
j=np.ceil(np.log10(np.max(abs(x)))
scaled_x=x/(10**j)
print (scaled_x)

4、归一化和标准化的区别和联系

区别:

  • 归一化是将样本的特征值转换到同一量纲下把数据映射到[0,1]或者[a,b]区间内,仅由变量的极值决定,因此区间放缩法是归一化的一种。
  • 标准化是依照特征矩阵的列处理数据,其通过求z-score的方法,转换为标准正态分布,和整体样本分布相关,每个样本点都能对标准化产生影响。
  • 归一化会改变数据的原始距离,分布,信息;
  • 标准化一般不会。

联系:

  • 它们的相同点在于都能取消由于量纲不同引起的误差;
  • 都是一种线性变换,都是对向量x按照比例压缩再进行平移。

5、使用情形:

什么时候用归一化?什么时候用标准化?

(1)如果对输出结果范围有要求,用归一化。

(2)如果数据较为稳定,不存在极端的最大最小值,用归一化。

(3)如果数据存在异常值和较多噪音,用标准化,可以间接通过中心化避免异常值和极端值的影响。

6、哪些模型必须归一化/标准化?

  • ①svm
  • ②knn
  • ③神经网络
  • ④pca等

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。

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