为什么需要对数值类型的特征做归一化?

对数值类型的特征做归一化可以将所有的特征都统一到一个大致相同的数值区间内。最常用的方法有以下两种:

(1)线性函数归一化(Min-Max Scaling)

它对原始数据进行线性变换,使结果映射到【0,1】的范围,实现对数据的等比放缩。归一化公式如下

其中为原始数据,分别为数据最大值和最小值。

(2)零均值归一化(Z-Score Normalization)

它会将原始数据映射到均值为0,标准差为1的分布上。具体来说,假设原始特征的均值为、标准差为,那么归一化公式定义为

为什么需要对数值型特征做归一化呢?我们不妨借助随机梯度下降的实例来说明归一化的重要性。假设有两种数值型特征,的取值范围为【0,10】,的取值范围为【0,3】,于是可以构造一个目标函数符合图1.1(a)中的等值图。

在学习速率相同的情况下,的更新速度会大于,需要较多的迭代才能找到最优解。如果将归一化到相同的数值区间后,优化目标的等值图会变成图1.1(b)中的圆形。 的更新速度变得更为一致,容易更快地通过梯度下降找到最优解

当然,数据归一化并不是万能的。在实际应用中,通过梯度下降法求解的模型通常是需要归一化的,包括线性回归、逻辑回归、支持向量机、神经网络等模型。但对于决策树模型则并不适用,以C4.5为例,决策树在进行节点分裂时主要依据数据集关于特征的信息增益比,而信息增益比跟特征是否归一化是无关的,因为归一化并不会改变样本在特征上的信息增益。

相关推荐
吃什么芹菜卷2 分钟前
深度学习:词嵌入embedding和Word2Vec
人工智能·算法·机器学习
wclass-zhengge6 分钟前
数据结构与算法篇(树 - 常见术语)
数据结构·算法
labuladuo52011 分钟前
AtCoder Beginner Contest 372 F题(dp)
c++·算法·动态规划
夜雨翦春韭13 分钟前
【代码随想录Day31】贪心算法Part05
java·数据结构·算法·leetcode·贪心算法
chnyi6_ya24 分钟前
论文笔记:Online Class-Incremental Continual Learning with Adversarial Shapley Value
论文阅读·人工智能
中杯可乐多加冰24 分钟前
【AI驱动TDSQL-C Serverless数据库技术实战】 AI电商数据分析系统——探索Text2SQL下AI驱动代码进行实际业务
c语言·人工智能·serverless·tdsql·腾讯云数据库
萱仔学习自我记录2 小时前
PEFT库和transformers库在NLP大模型中的使用和常用方法详解
人工智能·机器学习
hsling松子5 小时前
使用PaddleHub智能生成,献上浓情国庆福
人工智能·算法·机器学习·语言模型·paddlepaddle
正在走向自律5 小时前
机器学习框架
人工智能·机器学习
dengqingrui1236 小时前
【树形DP】AT_dp_p Independent Set 题解
c++·学习·算法·深度优先·图论·dp