机器学习--数据清理、数据变换、特征工程

简介: 机器学习--数据清理、数据变换、特征工程

6d6f645570b547009d885324ad1436db.png

一、数据清理


数据清理是提升数据的质量的一种方式。


数据不干净(噪声多)?

需要做数据的清理,将错误的信息纠正过来;


数据比较干净(数据不是想要的格式)?

对数据进行变换;


数据对模型不是很友好?

对数据的特征进行提取。


数据的错误


收集到的数据与真实观测值不一致【数值丢失,数值错误,极端的值】。

好的模型对错误是有容忍度的【给了错误的数据一样是能够收敛但是精度会比用干净的数据低一点】。

部署了这样的模型后可能会影响新收集来的数据结果。

数据错误的类型


数据中某个样本的数值不在正常的分布区间中(Outlier)

违背了规则(Rule violations)

违反了语法上或语义上的限制(Pattern violations)

不同类型的错误要怎么做检测?

bc03aec3e84642d7977bafedf3cd9a83.png


Rule-based Detection

Pattern-based Detection


总结


6a890f2415674c7092bd3ac4d8fa73a5.png


二、数据变换


数据标注、清理到特征工程之间的操作是数据变换


80b56421f82d498f8f861d948668c4db.png

对数值的变换


把一个列里面的数值的最小值与最大值都限定到一个固定区间内,然后把所有的元素只通过线性变化出来【将数据的单位放到合理的区间】;

Z-score 一个更常见的算法:通过算法使得均值变为0,方差变为1

把一列的数据换成是-1到1之间的数据

对数值都是大于0,且数值变换比较大可以试一下log一下【log上面的加减等于原始数据的乘除,可以将计算基于百分比的】


114112274a1b4d7a8fa5e16dff348267.png


对图片的变换


将图片的尺寸变小【机器学习对低分辨率的图片不在意】

图片采样的比较小,且jpeg选用中等质量压缩,可能会导致精度有1%的下降(ImageNet)【数据的大小与质量要做权衡】

对视频的变换


比如:使用短视频(10s以内),将视频切到感兴趣的部分

对文本的变换


词根化(语法化):把一个词变成常见的形式

词元化(机器学习算法中最小的单元)

总结  


124c42e61ca34141bc405182a05490aa.png


三、特征工程


为什么需要特征工程:

因为机器学习的算法比较喜欢定义的比较好的、它能比较好的去处理的、固定长度的输入输出。

e027ac5e0eca4791bedf699cbb4c896e.png

对表的数据


对于整型或浮点型的数据,可以直接用或者是把最大最小值拿出来,再把这个数据分成n个区间,如果值在区间中,则会给它对应区间的下标i【这样可以让机器学习算法不去纠结一个具体的值(细粒度的值)】

对于类别的数据,一般采用one-hot(独热)编码(虽然有n列,但是只有每一列有值)【虽然有很多的类别但是常见的只有几个类,可以将少数的类别变成不确定的类别,只保留那些比较重要的类别,这样可以把这些重要的类别放到可控的单元内】

对于时间的特征,将时间的数据弄成机器学习算法能知道这些天数中是有特殊意义的日子(周末、休息日、新年之类的)

特征组合:这样子能拿到两两特征之间相关性的东西


989daa63a4be440b9d631d9b317d6e88.png

对文本的数据


可以将文本换成一些词元(token)

Bag of woeds(BoW) model:把每一个词元(token)弄成one-hot编码,再把句子里的所有词元加起来【这里要注意的是 怎么样把词典构造出来,不能太大也不能太小;BoW model最大的问题在于原句子的信息丢失了】。

Word Embeddings(词嵌入):将词变成一个向量,向量之间具有一定的语义性的(两个词之间对应的向量之间的内积比较近的话,说明这两个词在语义上来说是比较相近的)

可以使用预训练的模型(BERT,GPT-3)

对于图片与视频


传统是用手动的特征方式如SIFT来做

现在用预训练好的深度神经网络来做(ResNet,I3D)

总结


458898754a0e4f3f9a69ff3f969ea7ac.png

四、总结


要启动一个机器学习任务


  • 有没有足够的数据?
  • 没有的话就去收集数据【发掘在哪里找数据;数据增强;生成自己需要的数据;(以上方法都不可以可能这个任务不那么适合机器学习)】


对数据进行提升。 标号?数据质量?模型?

1、对模型之后会展开

2、提升标号:没有标号可以去标;标号里面有很多错误的话,要对它进行清理;【数据标注:半监督学习;有钱可以众包;看看数据长什么样子,找其他的规则,从数据中提起有弱噪音的标号,也是可以用来训练模型的】

3、数据预处理:看看数据长什么样子;通常来说数据是有很多噪音的,要对数据清洗;将数据变成我们需要的格式;特征工程;

4、上面的过程可以说是一个迭代的过程。


e527cb5534924872a6e21c24eaf7e427.png


面对的挑战:


数据的质与量要做权衡;

数据质量:数据的多样性:产品所关心的方方面面都要考虑;无偏差:数据不能只是偏向于一个方面;公平性:不区别对待数据。

大数据的管理是一件很难的事情:存储;快速处理;版本控制;数据安全 。


文章知识点与官方知识档案匹配,可进一步学习相关知识

目录
相关文章
|
2月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 算法
量子机器学习入门:三种数据编码方法对比与应用
在量子机器学习中,数据编码方式决定了量子模型如何理解和处理信息。本文详解角度编码、振幅编码与基础编码三种方法,分析其原理、实现及适用场景,帮助读者选择最适合的编码策略,提升量子模型性能。
179 8
|
7月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
PyTabKit:比sklearn更强大的表格数据机器学习框架
PyTabKit是一个专为表格数据设计的新兴机器学习框架,集成了RealMLP等先进深度学习技术与优化的GBDT超参数配置。相比传统Scikit-Learn,PyTabKit通过元级调优的默认参数设置,在无需复杂超参调整的情况下,显著提升中大型数据集的性能表现。其简化API设计、高效训练速度和多模型集成能力,使其成为企业决策与竞赛建模的理想工具。
218 12
PyTabKit:比sklearn更强大的表格数据机器学习框架
|
10月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 JSON
Pandas数据应用:机器学习预处理
本文介绍如何使用Pandas进行机器学习数据预处理,涵盖数据加载、缺失值处理、类型转换、标准化与归一化及分类变量编码等内容。常见问题包括文件路径错误、编码不正确、数据类型不符、缺失值处理不当等。通过代码案例详细解释每一步骤,并提供解决方案,确保数据质量,提升模型性能。
381 88
|
10月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 算法
机器学习在生物信息学中的创新应用:解锁生物数据的奥秘
机器学习在生物信息学中的创新应用:解锁生物数据的奥秘
799 36
|
10月前
|
机器学习/深度学习 人工智能
Diff-Instruct:指导任意生成模型训练的通用框架,无需额外训练数据即可提升生成质量
Diff-Instruct 是一种从预训练扩散模型中迁移知识的通用框架,通过最小化积分Kullback-Leibler散度,指导其他生成模型的训练,提升生成性能。
258 11
Diff-Instruct:指导任意生成模型训练的通用框架,无需额外训练数据即可提升生成质量
|
8月前
|
机器学习/深度学习 传感器 数据采集
基于机器学习的数据分析:PLC采集的生产数据预测设备故障模型
本文介绍如何利用Python和Scikit-learn构建基于PLC数据的设备故障预测模型。通过实时采集温度、振动、电流等参数,进行数据预处理和特征提取,选择合适的机器学习模型(如随机森林、XGBoost),并优化模型性能。文章还分享了边缘计算部署方案及常见问题排查,强调模型预测应结合定期维护,确保系统稳定运行。
773 0
|
10月前
|
人工智能 Kubernetes Cloud Native
跨越鸿沟:PAI-DSW 支持动态数据挂载新体验
本文讲述了如何在 PAI-DSW 中集成和利用 Fluid 框架,以及通过动态挂载技术实现 OSS 等存储介质上数据集的快速接入和管理。通过案例演示,进一步展示了动态挂载功能的实际应用效果和优势。
|
9月前
|
机器学习/深度学习 算法 搜索推荐
机器学习“捷径”:自动特征工程全面解析
​ 在机器学习项目中,特征工程是影响模型性能的关键步骤。它通过从原始数据中提取出更有用的特征,帮助模型更好地捕捉数据中的模式。然而,传统的特征工程过程往往需要大量的领域知识和实验调整,是一项耗时费力的工作。 近年来,自动特征工程(Automated Feature Engineering)技术的兴起,为这一问题提供了新的解决方案。它旨在通过自动化方法从数据中生成和选择最优特征,使得特征工程过程更加高效。本文将详细介绍自动特征工程的基本概念、常用技术、工具,并通过代码示例展示其实际应用。
|
11月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
模型训练数据-MinerU一款Pdf转Markdown软件
MinerU是由上海人工智能实验室OpenDataLab团队开发的开源智能数据提取工具,专长于复杂PDF文档的高效解析与提取。它能够将含有图片、公式、表格等多模态内容的PDF文档转化为Markdown格式,同时支持从网页和电子书中提取内容,显著提升了AI语料准备的效率。MinerU具备高精度的PDF模型解析工具链,能自动识别乱码,保留文档结构,并将公式转换为LaTeX格式,广泛适用于学术、财务、法律等领域。
1464 4
|
12月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 数据处理
谷歌提出视觉记忆方法,让大模型训练数据更灵活
谷歌研究人员提出了一种名为“视觉记忆”的方法,结合了深度神经网络的表示能力和数据库的灵活性。该方法将图像分类任务分为图像相似性和搜索两部分,支持灵活添加和删除数据、可解释的决策机制以及大规模数据处理能力。实验结果显示,该方法在多个数据集上取得了优异的性能,如在ImageNet上实现88.5%的top-1准确率。尽管有依赖预训练模型等限制,但视觉记忆为深度学习提供了新的思路。
204 2
下一篇
开通oss服务