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数据归一化处理


在机器学习中领域中的数据分析之前,通常需要将数据标准化,利用标准化后得数据进行数据分析。不同评价指标往

往具有不同的量纲和量纲单位,这样的情况会影响到数据分析的结果,为了消除指标之间的量纲影响,需要进行数据

标准化处理,以解决数据指标之间的可比性。原始数据经过数据标准化处理后,各指标处于同一数量级,适合进行综

合对比评价。

 

Contents

 

   1. 归一化的定义

   2. 常用归一化方法

 

 

1. 归一化的定义

 

   归一化用一句话说就是:把数据经过处理后使之限定在一定的范围内。比如通常限制在区间[0, 1]或者[-1, 1]

   等等。那么为什么要进行归一化呢? 那么首先要说到一个重要的概念,即奇异样本数据。所谓奇异样本数据数据

   指的是相对于其他输入样本特别大或特别小的样本矢量。举个例子,比如下面的两个特征样本数据

 

   

数据归一化处理_原始数据

 

   上面第五列的数据相对于其它的列的数据就是奇异样本数据,奇异样本数据的存在会引起训练时间增大,并可能引

   起无法收敛。所以在存在奇异样本数据的情况下,进行训练之前最好进行归一化,如果不存在奇异样本数据,则可

   以不用归一化。

 

 

2. 常用归一化方法

 

   常用归一化方法有最大-最小标准化Z-score标准化函数转化等等。

 

   (1)最大-最小标准化

 

       最大-最小标准化是对原始数据进行线性变换,设

数据归一化处理_归一化_02


数据归一化处理_原始数据_03

分别是属性

数据归一化处理_归一化_04

的最小值和最大值,将

数据归一化处理_原始数据_05

的       一个原始值

数据归一化处理_原始数据_06

通过最大-最小标准化映射到区间[0, 1]的值

数据归一化处理_归一化_07

,那么公式如下

 

        

数据归一化处理_原始数据_08

 

   (2)Z-score标准化

 

       Z-score标准化是基于原始数据的均值和标准差进行的数据标准化。将属性

数据归一化处理_数据_09

的原始数据

数据归一化处理_数据_10

通过Z-score标       准化成

数据归一化处理_原始数据_11

。Z-score标准化适用于属性

数据归一化处理_归一化_12

的最大值或者最小值未知的情况,或有超出取值范围的离散数据的

       情况。

      

       

数据归一化处理_原始数据_13

 

       其中

数据归一化处理_原始数据_14

为均值,

数据归一化处理_数据_15

为标准差。

 

       Z-score标准化得到的结果是所有数据都聚集在0附近,方差为1。

 

   还有一些归一化方法,如对数函数转换,反余切函数转换等方法用的不多,暂时就不讲了。

 

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