特徵工程 之 特徵篩選

2021-10-08 08:08:37 字數 3410 閱讀 6678

從現有的m個特徵中選出n個特徵(n<=m),降低特徵維度減少計算量的同時,使模型效果達到最優。

在實際業務中,用於模型中的特徵維度往往很高,幾萬維。如一些ctr預估問題中,特徵維度高達上億維,維度過高會增大模型計算複雜度。但實際情況是,並不是每個特徵對模型的**都是有效果的,所以需要去除一些不必要的特徵,從而降低模型計算的複雜度。

如果方差很小,說明該特徵的取值很穩定,可以近似理解成該特徵的每個值都接近。這樣的特徵對模型幾乎是沒有效果,不具備區分度的。比如年齡這個特徵,都是20歲左右大小的。反之,方差越大,則特徵對模型的區分度越好。

指移除方差低於指定閾值的特徵,即特徵值變動幅度小於某個範圍的特徵。這一部分特徵的區分度較差,可以移除。這裡的閾值需要根據具體的業務場景進行設定

from sklearn.feature_selection import variancethreshold

x =[[0

,2,1

],[1

,1,0

],[2

,3,0

],[3

,6,1

],[4

,2,0

],[5

,1,1

]]print

(x)print

("---------------"

)sel = variancethreshold(threshold=1)

sel.fit_transform(x)

print

(sel.fit_transform(x)

)

基於單一變數和目標y之間的關係,通過計算某個能夠度量特徵重要性的指標,選出重要性topk的特徵。

該特徵選擇方式實現如下:

selectkbest(score_func=, k=10)

其中score_func是用來指定特徵重要性的計算公式,k是特徵保留維度。

下面是一些score_func函式及其解釋:

分類:chi2,f_classif,mutual_info_classif

回歸:f_regression,mutual_info_regression

缺點:忽略了特徵組合的情況。有的時候,單一特徵的表現可能不是很好,但是與其他特徵組合以後,效果就很不錯,這樣就會造成特徵被誤刪,所以這種特徵選擇方式不常用

遞迴式消除特徵(rfe)是指,將全部特徵都丟到給定的模型裡面,模型會輸出每個特徵的重要性,然後刪除那些不太重要的特徵;把剩下的特徵再次丟到模型裡面,又會輸出各個特徵的重要性,再次刪除;如此迴圈,直至最後剩下目標維度的特徵值。

from sklearn.datasets import make_friedman1

from sklearn.feature_selection import rfe

from sklearn.svm import svr

x, y = make_friedman1(n_samples=

50, n_features=

10, random_state=0)

estimator = svr(kernel=

"linear"

)##5個特徵被選中,每次迭代去除1個特徵。

selector = rfe(estimator,

5, step=1)

selector = selector.fit(x, y)

print

(selector.support_)

##所選特徵的掩碼

##特徵排名,使得rank_ [i]對應於第i個特徵的排名位置。

##所選擇的(重要性最高的)特徵被分配為等級1,被刪除的特徵顯示其原始的位置。

selector.ranking_

缺點

該方法每次都需要把特徵重新丟入模型進行計算,計算量較為複雜;

該方法需要模型輸出特徵重要性,所以需要選用可以輸出特徵重要性的模型,比如lr的coef_。

selectfrommodel可以用來處理任何帶有coef_或者feature_importances_ 屬性的訓練之後的模型。

如果相關的coef_ 或者 feature_importances 屬性值低於預先設定的閾值,這些特徵將會被認為不重要並且移除掉。除了指定數值上的閾值之外,還可以通過給定字串引數來使用內建的啟發式方法找到乙個合適的閾值。可以使用的啟發式方法有 mean 、 median 以及使用浮點數乘以這些(例如,0.1*mean )

selectfrommodel和遞迴式消除特徵不同的是,該方法不需要重複訓練模型,只需要訓練一次即可;二是該方法是指定權重的閾值,不是指定特徵的維度。

rfeselectfrommodel

訓練方式

重複訓練

一次訓練

方法超參

需保留特徵維度

重要度閾值

from sklearn.svm import linearsvc

from sklearn.datasets import load_iris

from sklearn.feature_selection import selectfrommodel

iris = load_iris(

)x, y = iris.data, iris.target

lsvc = linearsvc(c=

0.01

, penalty=

"l1"

, dual=

false

).fit(x, y)

model = selectfrommodel(lsvc, prefit=

true

)x_new = model.transform(x)

x_new.shape

from sklearn.ensemble import extratreesclassifier

from sklearn.datasets import load_iris

from sklearn.feature_selection import selectfrommodel

iris = load_iris(

)x, y = iris.data, iris.target

clf = extratreesclassifier(

)clf = clf.fit(x, y)

clf.feature_importances_

model = selectfrommodel(clf, prefit=

true

)x_new = model.transform(x)

x_new.shape

機器學習 特徵工程 特徵篩選

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