训练集、验证集和测试集(生产数据)中的独热编码

例如,我有以下训练集。

   name     values0  Tony      1001  Smith     1102  Sam       1203  Shane     1304  Sam       1405  Ram       160

经过独热编码后变为

    values   0    1    2    3    4   0   100      1    0    0    0    01   110      0    1    0    0    02   120      0    0    1    0    03   130      0    0    0    1    0 4   140      0    0    1    0    05   160      0    0    0    0    1

现在假设我在生产环境中拥有测试数据,其中Dannyname中的新类别:

   name     values0  Shane      2001  Danny      2102  Sam        2203  Tony       1804  Danny      150

对其进行独热编码后

    values   0    1    2    3    0   200      1    0    0    0 1   210      0    1    0    02   220      0    0    1    03   180      0    0    0    14   150      0    1    0    0

基于以上情况,我有几个问题:

  1. 如何处理生产环境测试数据中类别变量的新类别或新值?
  2. 如何保持模型的输入特征大小(以上示例中,训练集为6,测试集为5)?
  3. Tony在训练集中是特征0,但在测试集中是特征3;这是否会影响训练模型对测试输入的预测?

回答:

如何处理生产环境测试数据中的新类别?

OneHotEncoder针对这个问题有一个超参数:handle_unknown

handle_unknown{‘error’, ‘ignore’}, default=’error’当转换过程中出现未知类别特征时,是否引发错误或忽略(默认为引发错误)。当此参数设置为‘ignore’且在转换过程中遇到未知类别时,该特征的独热编码列将全部为零。在反向转换中,未知类别将被标记为None。

如您所见,此超参数有两个不同的值。如果您的测试中可能出现新类别(如您的例子中的Danny),我建议使用ignore值:

enc = OneHotEncoder(handle_unknown='ignore')

如何保持模型的输入特征大小?类别的顺序如何?

模型将始终保持拟合数据的输入特征大小。例如,使用您提供的数据,如果您用训练数据拟合OneHotEncoder,您将始终有6个输入。

并且,这些输入将始终具有与训练数据相同的类别。我的意思是,在您的数据中,特征0将始终指代Tony特征1指代Smith,依此类推…

如果您想将拟合的OneHotEncoder传输到另一个脚本中,可以使用joblib库。例如:

import joblibenc = OneHotEncoder(handle_unknown='error')enc.fit(data)joblib.dump(enc, 'encoder.joblib')

然后,在另一个脚本中加载:

enc = joblib.load('encoder.joblib')

澄清

最后,我想澄清一下过程以及您如何进行独热编码,因为我认为这并不完全清楚:

  1. 对于独热编码,首先,您需要fit到一个数据集上(几乎总是训练数据)。在这一步您做了什么?基本上,您是在告诉有多少类别、哪些类别以及类别的顺序(在您的情况下:您有6个类别,顺序为:TonySmith、…)

  2. 然后,您可以使用之前拟合的OneHotEncoder通过transform转换任何数据。例如,您测试的结果将是:

Shane,即使它是您测试数据中出现的第一个类别,它仍将是特征3(因此在特征3中会有一个1,其他特征为零),因为它是在使用训练数据的fit部分中定义的。

Danny,在特征中不会有任何1,因为这个名字在训练数据中没有出现。正如我们在问题1中所说,如果您将超参数handle_unknow设置为error,您将得到一个错误,如果设置为ignore,您将继续使用所有特征为0

因此,基本上,如您所见,您首先拟合到一个数据,然后应用您学到的知识来转换另一个数据。您只需拟合一次OneHotEncoder即可。

注意:您可以通过执行fit_transform一步完成拟合和转换训练数据

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