如何在人工神经网络中处理多个分类列?

目前,我正在处理以下数据集,其中包含多个具有不同值的列,我希望将每一行分类到正确的类别中——在这种情况下,是正确的工程师。

目标:根据类别、问题类别、受影响的设备、创建原因、问题状态和优先级,确定票据属于哪位工程师。这是一个分类问题,我使用人工神经网络来解决这个问题。

数据集结构类别             | 问题类别            | 受影响的设备          | 创建原因              | 问题状态     | 优先级 | 安全工程师网络安全         渗透攻击            个人用户设备          每小时分析            已转移        3       K. Schulz网络安全         缺乏认证            公司主要设备          每小时分析            已关闭        2       U. Frank物联网             安装恶意软件        个人用户设备          每小时分析            已转移        2       L. Tolso........# 特征矩阵X = dataset.iloc[:,:-1].values# 依赖变量:工程师y = dataset.iloc[:,-1:].values# 将分类数据编码为数值数据# 优先级列不会被编码,因为它已经是数值数据,即0,1,2,3.labelEncoder_X_category            = LabelEncoder()labelEncoder_X_problem_category    = LabelEncoder()labelEncoder_X_affected_devices    = LabelEncoder()labelEncoder_X_reason_for_creating = LabelEncoder()labelEncoder_X_issue_status        = LabelEncoder()X[:, 0] = labelEncoder_X_category.fit_transform(X[:, 0])X[:, 1] = labelEncoder_X_problem_category.fit_transform(X[:, 1])X[:, 2] = labelEncoder_X_affected_devices.fit_transform(X[:, 2])X[:, 3] = labelEncoder_X_reason_for_creating.fit_transform(X[:, 3])X[:, 4] = labelEncoder_X_issue_status.fit_transform(X[:, 4])# 创建虚拟变量# 第零列(类别)将被用于将该列的编码数据拆分为多个包含许多0和1的列oneHotEncoder_category         = OneHotEncoder(categorical_features = [0])# 一旦第零列被拆分为0和1的列,将其附加到当前的特征矩阵X  = oneHotEncoder_category.fit_transform(X).toarray()print(X)# 将数据拆分为训练集和测试集# 尚未实现,因为我想解决我的问题# 特征缩放       # 尚未实现,因为我想解决我的问题

问题

  1. 除了优先级列外,所有列都已编码为数值,仅第零列(类别)被拆分为多个包含0和1的列,但我是否也需要将其他列拆分为0和1,还是只有一列就足够了?

  2. 我担心需要避免多重共线性问题,即不能在模型中包含所有虚拟变量,但如果我将其他列编码为0和1,我该如何应用这一原则?

我尽可能详细地阐述了我的问题情况,希望没有让任何人感到困惑,但如果有,请随时纠正我或问我更多问题,我将非常乐意帮助您。


回答:

有不同的方法可以编码分类数据,但最常见的是独热编码。在你的情况下:

  1. 是的,你需要对所有分类列进行独热编码,使每列成为一个向量[0,0,...,1,0,0,...]。现在你可以将所有列向量连接成一个大的单一向量作为网络的输入。输出将是对工程师的分类。你可能也需要对优先级进行独热编码,因为它可能有有限的、离散的值,可以被视为类别。

  2. 我不确定你为什么担心多重共线性。通常这是在进行回归时才需要关注的问题,在你的分类情况下,神经网络基本上会选择状态的组合(因为你对每列都进行了独热编码),并学会忽略其他组合。这对任何学习算法都是成立的,如果工程师A总是对某个类别做出响应,那么这就足以对数据进行分类。

查看你的数据,我会考虑使用决策树。叶节点将是工程师,你从最具区分性的特征开始分支。优点是你可以确切知道它学到了什么,并且可以可视化它。更好的情况是,如果有轻微的变化(新类别、新工程师等),你可以手动修改树,直到你有新的训练数据。

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