我在进行数据预处理,想在实践中比较数据标准化、归一化和鲁棒缩放器的优点。
理论上,指导原则是:
优点:
- 标准化:调整特征,使分布中心位于0,标准差为1。
- 归一化:缩小范围,使其在0到1之间(如果有负值,则在-1到1之间)。
- 鲁棒缩放器:类似于归一化,但使用四分位距,因此对异常值具有鲁棒性。
缺点:
- 标准化:如果数据不是正态分布(即没有高斯分布),效果不佳。
- 归一化:容易受到异常值(即极端值)的严重影响。
- 鲁棒缩放器:不考虑中位数,仅关注数据主体的部分。
我创建了20个随机数值输入,并尝试了上述方法(红色数字表示异常值):
我注意到,归一化确实受到了异常值的负面影响,新值之间的尺度变化变得非常小(所有值几乎相同,十进制点后6位0.000000x
),即使原始输入之间存在明显差异!
我的问题是:
- 我是否可以说标准化也受到了极端值的负面影响?如果不是,根据提供的结果,为什么?
- 我实在看不出鲁棒缩放器如何改善了数据,因为结果数据集中仍然存在极端值?有什么简单的完整解释吗?
回答:
这些方法在缩放时都不是鲁棒的,无法处理异常值并将其置于一个受限的尺度上,即不会出现极端值。
你可以考虑以下选项:
- 在缩放之前对序列/数组进行裁剪(例如,在5百分位和95百分位之间)
- 如果裁剪不理想,可以考虑进行平方根或对数等变换
- 显然,添加另一列‘是否裁剪’/‘对数裁剪量’将减少信息损失。