Apprentissage Automatique - Échelle

Ajustement des caractéristiques (Scale Features)

Il peut être difficile de comparer vos données lorsque vos valeurs sont différentes, même si elles utilisent des unités de mesure différentes. Combien est le kilogramme par rapport au mètre ? Ou l'altitude par rapport au temps ?

La réponse à cette question est le réglage. Nous pouvons régler les données pour obtenir de nouvelles valeurs faciles à comparer.

Veuillez consulter le tableau suivant, qui est enRégression multipleLes ensembles de données utilisés dans ce chapitre sont identiques, mais cette fois, la colonne Volume contient des unités de litre au lieu de ccm (1.0 au lieu de 1000).

Car Model Volume Weight CO2
Toyota Aygo 1,0 790 99
Mitsubishi Space Star 1.2 1160 95
Skoda Citigo 1,0 929 95
Fiat 500 0.9 865 90
Mini Cooper 1,5 1140 105
VW Up! 1,0 929 105
Skoda Fabia 1.4 1109 90
Mercedes A-Class 1,5 1365 92
Ford Fiesta 1,5 1112 98
Audi A1 1,6 1150 99
Hyundai I20 1,1 980 99
Suzuki Swift 1,3 990 101
Ford Fiesta 1,0 1112 99
Honda Civic 1,6 1252 94
Hundai I30 1,6 1326 97
Opel Astra 1,6 1330 97
BMW 1 1,6 1365 99
Mazda 3 2,2 1280 104
Skoda Rapid 1,6 1119 104
Ford Focus 2,0 1328 105
Ford Mondeo 1,6 1584 94
Opel Insignia 2,0 1428 99
Mercedes C-Class 2,1 1365 99
Skoda Octavia 1,6 1415 99
Volvo S60 2,0 1415 99
Mercedes CLA 1,5 1465 102
Audi A4 2,0 1490 104
Audi A6 2,0 1725 114
Volvo V70 1,7 1523 109
BMW 5 2,0 1705 114
Mercedes E-Class 2,1 1605 115
Volvo XC70 2,0 1746 117
Ford B-Max 1,6 1235 104
BMW 2 1,6 1390 108
Opel Zafira 1,6 1405 109
Mercedes SLK 2,5 1395 120

Il est difficile de comparer le volume 1,0 avec le poids 790, mais si nous les dilatons tous pour des valeurs comparables, nous pouvons facilement voir combien une valeur est comparable à une autre.

Il y a plusieurs méthodes d'échelle de données, dans ce tutoriel, nous utiliserons une méthode appelée normalisation (standardization).

La méthode de normalisation utilise la formule suivante :

z = (x - u) / s

Où z est la nouvelle valeur, x est la valeur originale, u est la moyenne, et s est l'écart type.

Si vous obtenez des données à partir des données ci-dessus weight Colonne, la première valeur est 790, et la valeur après l'échelle est :

(790 - 1292,23) / 238,74 = -2,1

Si vous obtenez des données à partir des données ci-dessus volume Colonne, la première valeur est 1,0, et la valeur après l'échelle est :

(1,0 - 1,61) / 0,38 = -1,59

Maintenant, vous pouvez comparer -2,1 avec -1,59, au lieu de comparer 790 avec 1,0.

Vous n'avez pas besoin d'exécuter cette opération manuellement, le module sklearn de Python contient un nom appelé StandardScaler() La méthode, qui retourne un objet Scaler avec la méthode de conversion de jeu de données.

Exemple

Ajuster toutes les valeurs des colonnes Weight et Volume :

import pandas
from sklearn import linear_model
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scale = StandardScaler()
df = pandas.read_csv("cars2.csv")
X = df[['Poids', 'Volume']]
scaledX = scale.fit_transform(X)
print(scaledX)

Résultat :

Veuillez noter que les deux premières valeurs sont -2,1 et -1,59, ce qui correspond à nos calculs :

[[-2.10389253  -1.59336644]]
 [-0.55407235  -1.07190106]
 [-1.52166278  -1.59336644]
 [-1.78973979  -1.85409913]
 [-0.63784641  -0.28970299]
 [-1.52166278  -1.59336644]
 [-0.76769621  -0.55043568]
 [ 0.3046118   -0.28970299]
 [-0.7551301   -0.28970299]
 [-0.59595938  -0.0289703 ]
 [-1.30803892  -1.33263375]
 [-1.26615189  -0.81116837]
 [-0.7551301   -1.59336644]
 [-0.16871166  -0.0289703 ]
 [ 0.14125238  -0.0289703 ]
 [ 0.15800719  -0.0289703 ]
 [ 0.3046118   -0.0289703 ]
 [-0.05142797  1.53542584]
 [-0.72580918  -0.0289703 ]
 [ 0.14962979  1.01396046]
 [ 1.2219378   -0.0289703 ]
 [ 0.5685001   1.01396046]
 [ 0.3046118   1.27469315]
 [ 0.51404696  -0.0289703 ]
 [ 0.51404696  1.01396046]
 [ 0.72348212  -0.28970299]
 [ 0.8281997   1.01396046]
 [ 1.81254495  1.01396046]
 [ 0.96642691  -0.0289703 ]
 [ 1.72877089  1.01396046]
 [ 1.30990057  1.27469315]
 [ 1.90050772  1.01396046]
 [-0.23991961  -0.0289703 ]
 [ 0.40932938  -0.0289703 ]
 [ 0.47215993  -0.0289703 ]
 [ 0.4302729   2.31762392]

Exécuter l'exemple

Prédire la valeur CO2

Régression multipleLa tâche de ce chapitre consiste à prédire les émissions de CO2 d'une voiture en fonction de son poids et de sa capacité, sans connaître d'autres informations.

Après l'ajustement des données, l'échelle de réduction doit être utilisée lors de la prédiction des valeurs :

Exemple

Prédire la quantité de CO2 émise par une voiture de 1.3 litres pesant 2300 kg :

import pandas
from sklearn import linear_model
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scale = StandardScaler()
df = pandas.read_csv("cars2.csv")
X = df[['Poids', 'Volume']]
y = df['CO2']
scaledX = scale.fit_transform(X)
regr = linear_model.LinearRegression()
regr.fit(scaledX, y)
scaled = scale.transform([[2300, 1.3]])
predictedCO2 = regr.predict([scaled[0]])
print(predictedCO2)

Résultat :

[107.2087328]

Exécuter l'exemple