机器学习系列(5)_特征工程02特征提取(下)

简介: 数据预处理,特征选择的目的是改善数据质量,体现数据的本质特征,降低计算成本,提升模型的表现。

二、Embedded嵌入法



  1. 嵌入法是一种让算法自己决定使用哪些特征的方法,即特征选择和算法训练同时进行。
  2. 先使用某些机器学习的算法和模型进行训练
  3. 得到各个特征的权值系数,根据权值系数从大到小选择特征
  4. 有别于过滤法的 “ 手工 ” 操作方式:过滤法使用统计量(如P值),但嵌入法的权值系数没有参考临界值
  5. 应用feature_selection.SelectFromModel元变换器。可以与任何在拟合之后有coef_(回归系数),feature_importances_属性或参数中可选惩罚项的评估器一起使用,如随机森林和树模型

1850bd43d34540ffa2c0b606aa7bb751.png

from sklearn.feature_selection import SelectFromModel
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier as RFC
RFC_ = RFC(n_estimators =10,random_state=0)  
X_embedded = SelectFromModel(RFC_,threshold=0.005).fit_transform(X,y)  
X_embedded.shape

aeac70eaf4024792ada0b4bb188f6eca.png

0b144317d3a043f9a59ca1bb1386b7ac.png

# 模型的维度有没有降低?
#学习曲线来找最佳阈值
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
RFC_.fit(X,y).feature_importances_
threshold = np.linspace(0,(RFC_.fit(X,y).feature_importances_).max(),20)
score = []
for i in threshold:
    X_embedded = SelectFromModel(RFC_,threshold=i).fit_transform(X,y)
    once = cross_val_score(RFC_,X_embedded,y,cv=5).mean()
    score.append(once)
plt.plot(threshold,score)
plt.show()

d332685c941344e181e1d7a71b4a076b.png

将最高部分的学习曲线进行放大:

score2 = []
for i in np.linspace(0,0.004,20):
    X_embedded = SelectFromModel(RFC_,threshold=i).fit_transform(X,y)
    once = cross_val_score(RFC_,X_embedded,y,cv=5).mean()
    score2.append(once)
plt.figure(figsize=[20,5])
plt.plot(np.linspace(0,0.004,20),score2)  
plt.xticks(np.linspace(0,0.004,20))  
plt.show()

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三、Wrapper包装法



  1. 特征选择与算法(并非随机森林等)训练同时进行,类似嵌入法
  2. 不同:使用目标函数作为黑盒帮助选取特征,而非自己输入某个评估指标或者统计量的阈值
  3. coef_或者feature_importances_属性获取每个特征的重要性
  4. 修建当前特征组中最不重要的特征,在修建的集合上递归重复该过程,直到最终达到所需数量的特征
  5. 要使用特征子集进行多次训练,计算成本较高,但其所选的特征是最有利于提升模型表现的
# 使用包装法
from sklearn.feature_selection import RFE
RFC_ = RFC(n_estimators =10,random_state=0)  
selector = RFE(RFC_,n_features_to_select=340,step=50).fit(X,y) 
selector.support_.sum()
selector.ranking_

23e624892cee4b0e8e922d704d7890dd.png

X_wrapper=selector.transform(X)
cross_val_score(RFC_,X_wrapper,y,cv=5).mean() 
# 使用sklearn的cross_val_score进行交叉验证

26756c1e2d944c6ba99ff7df438b9644.png

#调参 100
from sklearn.feature_selection import RFE
RFC_ = RFC(n_estimators =100,random_state=0) 
selector = RFE(RFC_, n_features_to_select=340, step=50).fit(X, y)  # 特征选择340个,每个步骤做50个参数的调整
selector.support_.sum() 
selector.ranking_  
X_wrapper = selector.transform(X) # 通过包装法得到最优结果
cross_val_score(RFC_,X_wrapper,y,cv=5).mean() # 使用交叉验证计算准确性
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