特征构造系列:概览篇博客

数据和特征决定了机器学习的上限,而模型和算法只是逼近这个上限而已。由此可见,特征工程在机器学习中占有相当重要的地位。在实际应用当中,可以说特征工程是机器学习成功的关键。

那特征工程是什么?

特征构造意味着从现有的数据中构造额外特征,这些特征通常分布在多张相关的表中。特征构造需要从数据中提取相关信息并将其存入单张表格中,然后被用来训练机器学习模型。这需要我们花大量的时间去研究真实的数据样本,思考问题的潜在形式和数据结构,同时能够更好地应用到预测模型中。

特征构建需要很强的洞察力和分析能力,要求我们能够从原始数据中找出一些具有物理意义的特征。

对于表格数据, 特征构建意味着将特征进行混合或组合以得到新的特征,或通过对特征进行分解或切分来构造新的特征;

对于文本数据, 特征构造应设计出针对特定问题的文本指标;

特征构造是一个非常耗时的过程,因为每个新的特征通常需要几步才能构造,特别是当使用多张表的信息时。我们可以将特征构造的操作分为两类:“转换”和“聚合”。

通过从一或多列中构造新的特征,“转换”作用于单张表。(在 Python 中,表是一个 Pandas DataFrame )。

例子:客户表信息如下

通过查找 joined 列中的月份`或是自然对数化 income 列的数据来构造新的特征。这些都是转换操作,因为它们只用到了一张表的信息。

“聚合”是跨表实现的,并使用一对多的关联来对观测值分组,然后计算统计量。

以下机器学习中特征构造的常用方法:

特征构造是一个非常耗时的过程,因为每个新的特征通常需要几步才能构造,特别是当使用多张表的信息时。我们可以将特征构造的操作分为两类:“转换”和“聚合”。

很多机器学习比赛都是直接给出了训练集(特征+类标),我们可以对给出的特征进行“转换”操作,构造更多的特征。而在实际的工作中,很多时候我们都没有现成的特征,需要自己进行“聚合”操作从多个原始数据表中构造出模型所需要的特征。

例如,用户行为数据表中每条记录为某个用户的一次浏览行为或一次点击行为,我们需要通过“聚合”操作构造出用户的行为特征(如:用户最近一次浏览的时长、用户最近一次登录的点击次数等特征),然后再使用“转换”操作来构造更多特征,最后再使用这些特征训练模型。

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