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
szxinmai主板定制专家9 分钟前
基于 RK3588+RK1820/28 算力卡的国产工控机,适用于机器视觉,机器人等边缘算力场景
人工智能·fpga开发·zynq·控制器·mpsoc·半导体设备
右耳朵猫AI20 分钟前
PHP周刊2026W36 | Laravel AI SDK 0.11可观测、Symfony 8.1.5、Octane并发、事件溯源
人工智能·php·laravel
知几蜗牛32 分钟前
ChatGPT Images 2.5更新解析:模板、草图与迭代编辑
人工智能
223糖41 分钟前
思考 AI 应用架构
人工智能·架构
IT_陈寒1 小时前
React子组件莫名其妙重渲染?你可能漏了这个Hook
前端·人工智能·后端
张继雁1 小时前
张继雁 个人技术简介|磨削加工过滤方向
大数据·数据库·论文阅读·人工智能·机器学习·创业创新·业界资讯
AIwenIPgeolocation1 小时前
埃文科技签约中部(河南)Token产业运营平台 携手中国电信共创AI新格局
大数据·人工智能·科技
烟雨江南7851 小时前
200路并发语音识别系统实践:CPU、GPU与国产昇腾三种部署方案怎么选?
人工智能·websocket·音视频·语音识别·ai客服
(Charon)1 小时前
【C++】定时器进阶:使用最小堆管理定时任务
c++·算法
hansang_IR1 小时前
【题解】 [省选联考 2021 A/B 卷] 卡牌游戏
c++·算法