归一化是数据预处理中常用的一种方法,它是将数据按照一定比例缩放,使之落在一个特定的区间。这个特定的区间通常是[0, 1]或者[-1, 1],通过这种方式对数据进行变换,可以使得不同量纲的特征维度具有可比性,避免因为维度量纲不同导致的问题。
常见的归一化方法有最小-最大规范化(Min-Max Scaling)和Z-Score标准化(Z-Score Scaling)两种。
最小-最大规范化是将数据按照线性比例缩放到[0, 1]区间内。对于给定数据集X,计算方法如下:
Max和Min分别为样本中的最大值和最小值。
最小-最大规范化的优点是,对于数据分布未知的情况下,将数据归一化到[0, 1]区间内是一个相对合理的选择。
Z-Score标准化方法是将原始数据变换为均值为0,方差为1的正态分布样本数据。对于给定数据集X,计算方法如下:
μ和σ分别为样本的均值和标准差。
Z-Score标准化方法的优点是可以使得数据按照相同的标准进行比较。但是如果数据服从正态分布,则该方法效果较好,否则不一定适用。
归一化的应用范围较为广泛。在机器学习、数据挖掘等领域,由于不同特征的量纲不同,直接使用原始数据会影响模型的性能,因此需要先对数据进行归一化预处理。在图像处理、信号处理等领域,归一化则可以提高处理的效率。