MachineLearningWu_6_FeatureScaling

x.1 feature scale

接下俩我们将考虑数据的不一致性,例如有的数据的范围很大,可能分布在好几千,但是我们的weight矩阵最好是在[-1, 1]的小数,如果数值太大就会导致我们的weight变化也很大,如下面这个例子就并不好,

请添加图片描述

那么feature特征的大小对于parameters参数的大小究竟有什么关系呢,我们使用如下这个例子。我们能够观察到如果两个不同的Feature的size相差太大,会导致parameters的椭圆最终呈现及其细长的样子,这样并不容易收敛,

请添加图片描述

如果两个feature的数据没有进行归一化,则他们之间的数据大小会反复回弹,但是当进行归一化后gradient descent的图就成了多个同心圆,也就更容易收敛,

请添加图片描述

但是如果对数据进行feature scale特征缩放呢,具有多种方法,例如,

  • Feature scaling:将特征除以最大值
  • Mean normalization:减去均值除以极差
  • Z-score normalization:标准化。减去均值除以标准差

请添加图片描述

请添加图片描述

请添加图片描述

但是如果评估你是否应该进行feature scaling或者你的特征是否在一个合理的范围呢,即你需要将特征保持在一个数量级别,如[-3, 3]和[-2, 0.5]就是ok的,但是[-0.001, 0.001]以及[-100, 100]就是不ok的。

请添加图片描述

x.2 收敛与learning rate选取

我们进行feature scaling的目的是为了使得Gradient Descent算法收敛,那我们如何判断是否收敛呢?当你的J(w)不再下降时,就近乎于收敛了。

请添加图片描述

学习率的选择是非常重要的,如果对于J(w)和iterations(iterations应该是针对per batch的)的曲线而言,你的损失函数曲线是有上下振幅或者会变大,这往往意味着你的代码有Bug或者你的learning rate的选取太大。对于拥有正确learning rate的梯度下降算法而言,loss应该是逐步下降,

请添加图片描述

而learning rate是如何选取的呢?我们通常会从一个很小的learning rate开始进行筛选,例如0.001,如果J(w)-iterations的图像稳定下降,则再选取一个较大的learning rate直到J(w)-iterations图像开始出现上下抖动下降为止,当然,现在还有一些比较火的方法,例如余弦退活函数等等,

请添加图片描述

x.3 特征工程与特征选取

我们使用现有的特征来新建一个新的特征是特征工程里常用的手段,例如我们使用房子的长度乘以宽度得到房子的面积,用面积做特征,我们能够得到一个更好的模型。

请添加图片描述

当你的需要拟合的多项式是 y = w 1 ∗ x 1 2 + w 2 ∗ x 2 3 y = w_1 * x_1^2 + w_2 * x_2^3 y=w1x12+w2x23时,你应该将 x 1 2 和 x 2 3 x_1^2和x_2^3 x12x23视为两个feature并进行特征缩放。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_43369406/article/details/131619776
6