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Python数据标准化预处理常用方法介绍

67 2024-10-28

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查看原文:Python数据标准化预处理常用方法介绍
文章来源:
Python学习杂记
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数据标准化在Python中是数据预处理的关键步骤,其通过将数据映射到同一尺度上,消除了量纲和数值范围的差异,以确保机器学习算法能够公平且准确地揭露数据中的模式和结构。这不仅有助于算法更好地理解数据,还能显著提高模型的训练效率和预测性能,是构建高效、可靠机器学习模型的重要环节。

标准化的原理

标准化通过数学变换调整数据的分布到预设的范围或形状。不同的标准化方法有不同的目的,包括消除量纲影响、数值范围调整和数据分布调整,以满足机器学习算法的需求。

标准化的目的

  • 消除量纲影响:通过标准化将不同量纲的数值统一到相同尺度。
  • 数值范围调整:调整数据至适合算法的数值范围,以提高稳定性和性能。
  • 数据分布调整:将数据转换为近似正态分布,满足某些算法的假设。

常见的几种标准化

  • Min-Max标准化:将数据线性转换到[0, 1]或[-1, 1]范围,但可能受异常值影响。
  • Z-score标准化:数据转换为均值为0,标准差为1,消除量纲影响,不改变分布形状。
  • 对数Log转化:处理偏态分布数据,将数据转换为对数形式。

代码示例

演示如何使用上述标准化方法:

  1. 导入必要的库,如numpy
  2. 创建包含随机数据的NumPy数组。
  3. 定义并应用Min-Max标准化,将数据线性转换到指定范围。
  4. 定义并应用Z-score标准化,使数据均值为0,标准差为1。
  5. 定义并应用对数Log转化,将偏态分布数据转换为对数形式。

不同的标准化方法适用于不同场景,合适的方法能够提升模型性能和准确性。

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