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
不会用AI的老炮几秒前
【AI coding 智能体设计系列-05】上下文治理:清空压缩摘要与预算控制
人工智能·ai·ai编程
杰克逊的日记1 分钟前
规控算法(规划 + 控制算法)
大数据·算法·云计算·it
速易达网络2 分钟前
AI工具全景:从概念到产业的深度变革
人工智能
玉树临风ives2 分钟前
atcoder ABC439 题解
c++·算法
点云SLAM4 分钟前
Algebraic 英文单词学习
人工智能·英文单词学习·雅思备考·代数形式的·代数的 / 与代数相关的·algebraic
狮子座明仔4 分钟前
DISCOG:知识图谱+LLM双引擎驱动的法律电子取证系统
人工智能·深度学习·知识图谱
Ydwlcloud5 分钟前
2026年1月云服务器优惠活动全解析:聪明选云的新策略
大数据·服务器·人工智能·云计算
AI Echoes7 分钟前
LangChain 语义文档分割器与其他文档分割器的使用
大数据·人工智能·python·langchain·agent
易天ETU8 分钟前
2026年光模块市场分析与预见
大数据·运维·网络·人工智能·光模块·光通信
橙露8 分钟前
视觉检测光源全解析:种类、优缺点与场景选型指南
人工智能·计算机视觉·视觉检测