机器学习系列 16:使用 scikit-learn 的 Pipeline

在机器学习项目中,我们经常需要进行大量的数据预处理步骤,最后用处理干净的数据集来拟合机器学习算法得到一个合适的机器学习模型。

scikit-learn 提供了一个强大的 Pipeline 类来帮助我们将所有的数据预处理步骤和训练模型的步骤串起来。就像流水线一样,前一个步骤处理完的结果输入到下一个步骤,依次处理。

这里我们将使用 UCI 提供的威斯康星洲乳腺癌数据集,下载地址如下:

https://archive.ics.uci.edu/dataset/17/breast+cancer+wisconsin+diagnostic

这个数据集一共包含 569 个样本,每个样本有 30 个实数值特征,数据集的前 2 列分别是标识病人的 ID 和肿瘤诊断结果(M 表示恶性,B 表示良性)。让我们首先加载数据集,然后抽取出特征 X 和类别 y,我们还用了 scikit-learn 提供的 LabelEncoder 将字符串表示的样本类别编码成数字表示。

现在我们已经将 M 编码成 1,B 编码成 0。

然后我们将数据集拆分成训练集和测试集,其中训练集占 80%,测试集占 20%。

许多机器学习算法要求输入的特征的取值范围都在同一个范围内,由于这里的数据集中的特征是以不同的度量标准测到的,所以我们需要标准化特征。然后,假设我们还要将这 30 维的高维数据通过 PCA 压缩到 2 维空间。最后我们用数据集拟合逻辑回归算法得到一个二分类模型。

我们可以通过 make_pipeline 函数将中上述步骤中涉及的标准化、PCA 和训练模型串到一个管道(pipeline)中。

make_pipeline 函数可以接收任意数量的 scikit-learn transformer(包含 fit 和 trasnform 方法的对象),最后跟一个 scikit-learn estimator(实现了 fit 和 predict 方法的对象)。

在前面的例子中,StandardScaler() 和 PCA() 就是 transformer,LogisticRegression 就是 estimator。

在我调用 pipe_lr 的 fit 方法时,Pipeline 会先调用 transformer 的 fit_transform 方法(fit_transform 方法其实先调用 fit 再调用 transform),然后调用 estimator 的 fit 方法来训练模型。

如果我们在 Pipeline 的最后加了一个 estimator,那么我们可以通过调用 pipe_lr 的 predict 方法来对新数据进行同样的预处理,然后对预处理后的新数据进行预测。

通过上图我们可以看到 Pipeline 将数据预处理和训练模型这些步骤串联起来,使得我们从头到尾就像在使用一个对象一样。

相关推荐
2501_948120159 分钟前
区块链与人工智能融合的隐私保护技术
人工智能·区块链
Liue612312315 小时前
基于YOLOv26的口罩佩戴检测与识别系统实现与优化
人工智能·yolo·目标跟踪
小二·6 小时前
Python Web 开发进阶实战 :AI 原生数字孪生 —— 在 Flask + Three.js 中构建物理世界实时仿真与优化平台
前端·人工智能·python
chinesegf6 小时前
文本嵌入模型的比较(一)
人工智能·算法·机器学习
珠海西格电力7 小时前
零碳园区的能源结构优化需要哪些技术支持?
大数据·人工智能·物联网·架构·能源
Black蜡笔小新7 小时前
视频汇聚平台EasyCVR打造校园消防智能监管新防线
网络·人工智能·音视频
珠海西格电力科技7 小时前
双碳目标下,微电网为何成为能源转型核心载体?
网络·人工智能·物联网·云计算·智慧城市·能源
2501_941837267 小时前
【计算机视觉】基于YOLOv26的交通事故检测与交通状况分析系统详解_1
人工智能·yolo·计算机视觉
HyperAI超神经7 小时前
加州大学构建基于全连接神经网络的片上光谱仪,在芯片级尺寸上实现8纳米的光谱分辨率
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·ai编程
badfl7 小时前
AI漫剧技术方案拆解:NanoBanana+Sora视频生成全流程
人工智能·ai·ai作画