特征工程-特征处理（三）

news2024/11/18 16:38:39

特征处理

在这里插入图片描述

连续型变量处理（二）

多特征

降维

PCA
PCA是一种常见的数据分析方式，通过数据分解，将高维数据降低为低维数据，同时最大程度保持数据中保存的信息。

from sklearn.decomposition import PCA
A = np.array([[84,65,61,72,79,81],[64,77,77,76,55,70],[65,67,63,49,57,67],[74,80,69,75,63,74],[84,74,70,80,74,82]])
pca = PCA(n_components=2)
pca.fit(A)
pca.transform(A)
array([[-16.14860528, -12.48396235],
       [ 10.61676743,  15.67317428],
       [ 23.40212697, -13.607117  ],
       [ -0.43966353,   7.77054621],
       [-17.43062559,   2.64735885]])

LDA
LDA是另一种常见的数据分解方法，与PCA不同的是，LDA算法的思想是将数据投影到低维空间之后，使得同一类数据尽可能的紧凑，在低维空间中保持紧凑。
```
from gensim.models.ldamodel import LdaModel
```

特征选择
- Filter：
  - 相关系数：通过计算特征时间的相关系数，根据需要，去除冗余特征数据。
  - 卡方检验：通过假设检验，计算卡方值，判断是否接受原假设，留下当前特征。
```
x_c^2 = \sum {\frac{(O_i - E_i)^2} {E_i}}
```
  - 信息增益：计算加入各个特征的信息增益，来确定是否需要加入该特征。
```
g(D,A) = H(D)-H(D|A)
```
    其中H(D)是训练集D的经验熵，H（D|A）是特征A给定条件的下D的经验条件熵。
- Wrapper：通过目标函数来判断是否需要加入一个变量，通过迭代产生新的特征子集，并使用模型进行训练学习，得到评价结果
  - 完全搜索：
    - 广度优先搜索（Breadth First Search）：主要采用完全搜索策略和距离度量评价函数。使用广度优先算法遍历所有可能的特征子集，选择出最优的特征子集。
    - 分支界限搜索（Branch & Bound）：主要采用完全搜索和距离度量。B&B从所有的特征上开始搜索，每次迭代从中去掉一个特征，每次给评价函数的值一个限制条件。因为评价函数满足单调性原理（一个特征子集不会好于所有包含这个特征子集的更大的特征子集），所以如果一个特征使得评价函数的值小于这个限制，那么就删除这个特征。类似于在穷举搜索中进行剪枝。
  - 启发式搜索：通过增减数据中的特征，评估增减该特征对结果的影响，来评估是否需要保留该特征。
    - 前向选择：通过随机选择其中一个特征，通过模型训练，保留最优解，后续通过不断增加特征，保留最优解，直至不再需要改进。
    - 后向选择：通过随机减少一个特征，通过模型训练，保留最优解，后续通过减少特征，得到更优解，直至无法进行改进。
  - 随机搜索
    - LVF（Las Vegas Filter）：使用一致性度量作为评价函数。使用拉斯维加斯算法随机搜索子集空间，这样可以很快达到最优解。
    - LVW(Las Vegas Wrapper)：使用误分类率作为评价函数。使用拉斯维加斯算法随机产生子集，然后计算在这个子集上的评价指标（计算学习器上的误差）；
    - 随机产生序列选择算法（RGSS , Random Generation plus Sequential Selection）：使用误分类率作为评价函数。随机产生一个特征子集，然后在该子集上执行SFS和SBS算法，用于跳出局部最优值。
- Embedded
  - 正则化：L1,L2
  - 决策树：信息增益
  - 深度学习