[人工智能]为什么对数值类型的特征归一化？

特征归一化主要是为了消除量纲的影响，以房价预测为例，卧室面积城镇人口数量都会对房价有影响，在进行距离有关的计算时，单位的不同会导致计算结果的不同，尺度大的特征会起决定性作用，而尺度小的特征其作用可能会被忽略，所以，为了消除特征间单位和尺度差异的影响，以对每维特征同等看待，需要对特征进行归一化。

对数值特征进行归一化，可以将不同的特征统一到大致相同的范围内，常用归一化方法有：

• 线性归一化

根据最大值、最小值对原始数据进行先行变换，讲结果映射到[0, 1]

$$x^{?}=\frac{x?x_{min}}{x?x_{max}}$$

$x$为原始数据，$x_{min},x_{max}$为特征的最小值和最大值

• 零均值归一化（标准化）

将原始数据映射到均值为0，方差为1的正太分布上

$$x^{?}=\frac{x?\mu }{\sigma }$$

两个特征对应的参数分别为${\theta }_1$, ${\theta }_2$，左图为未归一化对应的损失函数等值图，右图为归一化后对应的损失函数等值图。在学习速率相同的情况下，归一化前，${\theta }_1$的更新速率大于${\theta }_2$，需要更多的迭代次数才能达到最优解；归一化后，${\theta }_1$, ${\theta }_2$在相同分数值区间，两者的更新速率更一致，有助于梯度下降找到最优解。

归一化通常在通过梯度下降方法求解的模型中，例如逻辑回归、神经网络、支持向量机等，树模型以基尼指数、信息增益等进行分裂，归一化在树模型中并不适用

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