資料標準化處理方法

2021-06-13 05:16:21 字數 1566 閱讀 5337

在資料分析之前,我們通常需要先將資料標準化(normalization),利用標準化後的資料進行資料分析。資料標準化也就是統計資料的指數化。資料標準化處理主要包括資料同趨化處理和無量綱化處理兩個方面。資料同趨化處理主要解決不同性質資料問題,對不同性質指標直接加總不能正確反映不同作用力的綜合結果,須先考慮改變逆指標資料性質,使所有指針對測評方案的作用力同趨化,再加總才能得出正確結果。資料無量綱化處理主要解決資料的可比性。資料標準化的方法有很多種,常用的有「最小—最大標準化」、「z-score標準化」和「按小數定標標準化」等。經過上述標準化處理,原始資料均轉換為無量綱化指標測評值,即各指標值都處於同乙個數量級別上,可以進行綜合測評分析。

一、min-max 標準化

min-max標準化方法是對原始資料進行線性變換。設mina和maxa分別為屬性a的最小值和最大值,將a的乙個原始值x通過min-max標準化對映成在區間[0,1]中的值x',其公式為:

新資料=(原資料-極小值)/(極大值-極小值)

用svm對資料進行訓練前一般採用此方法對資料進行標準化。

二、z-score 標準化

這種方法基於原始資料的均值(mean)和標準差(standard deviation)進行資料的標準化。將a的原始值x使用z-score標準化到x'。

z-score標準化方法適用於屬性a的最大值和最小值未知的情況,或有超出取值範圍的離群資料的情況。

新資料=(原資料-均值)/標準差

spss預設的標準化方法就是z-score標準化。

用excel進行z-score標準化的方法:在excel中沒有現成的函式,需要自己分步計算,其實標準化的公式很簡單。

步驟如下:

1.求出各變數(指標)的算術平均值(數學期望)xi和標準差si ;

2.進行標準化處理:

zij=(xij-xi)/si

其中:zij為標準化後的變數值;xij為實際變數值。

3.將逆指標前的正負號對調。

標準化後的變數值圍繞0上下波動,大於0說明高於平均水平,小於0說明低於平均水平。

三、decimal scaling小數定標標準化

這種方法通過移動資料的小數點位置來進行標準化。小數點移動多少位取決於屬性a的取值中的最大絕對值。將屬性a的原始值x使用decimal scaling標準化到 x'的計算方法是:

x'=x/(10*j)

其中,j是滿足條件的最小整數。

例如 假定a的值由-986到917,a的最大絕對值為986,為使用小數定標標準化,我們用1000(即,j=3)除以每個值,這樣,-986被規範化為-0.986。

注意,標準化會對原始資料做出改變,因此需要儲存所使用的標準化方法的引數,以便對後續的資料進行統一的標準化。

四、除了上面提到的資料標準化外還有對數logistic模式、模糊量化模式等等:

對數logistic模式:新資料=1/(1+e^(-原資料))

模糊量化模式:新資料=1/2+1/2sin[派3.1415/(極大值-極小值)*(x-(極大值-極小值)/2) ]       x為原資料

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