特徵工程(3) 特徵選擇 資訊增益

2021-09-25 17:13:44 字數 1286 閱讀 6532

資訊增益,基於資訊熵來計算,它表示資訊消除不確定性的程度,可以通過資訊增益的大小為變數排序進行特徵選擇。資訊量與概率呈單調遞減關係,概率越小,資訊量越大。

資訊量的數學定義如下式所示,u表示傳送的資訊,則

資訊熵表示資訊量的數學期望,是信源發出資訊前的平均不確定性,也稱為先驗熵。資訊熵的定義如下式所示 :

(1)當

(2)  當

資訊熵

考慮所有資訊v時,得到後驗熵的期望(又稱為條件熵)如下,隨機干擾引起。

基於資訊增益的特徵選擇有兩種方式,即資訊增益和資訊增益率。

資訊增益,即先驗熵到後驗熵減少的部分,反映了資訊消除不確定性的程度,定義如下:

特徵選擇原理:在進行特徵選擇時,以目標變數作為資訊u,由特徵變數作為資訊v,帶入公式計算資訊增益,通過資訊增益的大小排序,來確定特徵的順序,以此進行特徵選擇。資訊增益越大,表示變數消除不確定性的能力越強。

缺點:當接收訊號v為全不相同的類別時,將會使

為解決資訊增益的不足,在計算資訊增益的同時,考慮接收訊號v的自身特點,定義資訊增益率如下:

當接收訊號v具有較多類別值時,它自己的資訊熵範圍會增大 (即各類別出現的概率相等時,有最大熵​​​​​​​,因此當k較大時,其熵的取值範圍更大),而資訊增益率不會隨著增大,從而消除類別數目帶來的影響。

r語言的程式包fselector提供了information.gain函式來計算資訊增益,gain.ratio函式來計算資訊增益率。實現**為:

library(fselector)

#計算資訊增益

wt1

#計算資訊增益率

wt2

result

result

# rownames(result)

colnames(result)

write.csv(result,"gain_result.csv")

特徵選擇之資訊增益

在文字分類中利用資訊增益進行特徵提取 資訊增益體現了特徵的重要性,資訊增益越大說明特徵越重要 假設資料中有k類 每類出現的概率是 各類的資訊熵計算公式 對某個詞彙word需要計算word在所有類別 現的概率 就是 出現word的檔案數 除以總檔案數 word不出現的概率 就是沒有出現word的檔案數...

特徵選擇方法之資訊增益

前文提到過,除了開方檢驗 chi 以外,資訊增益 ig,information gain 也是很有效的特徵選擇方法。但凡是特徵選擇,總是在將特徵的重要程度量化之後再進行選擇,而如何量化特徵的重要性,就成了各種方法間最大的不同。開方檢驗中使用特徵與類別間的關聯性來進行這個量化,關聯性越強,特徵得分越高...

特徵選擇方法之資訊增益

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