机器学习之特征组合:组合独热矢量

到目前为止, 我们已经重点介绍了如何对两个单独的浮点特征进行特征组合.在实践中, 机器学习模型很少会组合连续特征,.不过, 机器学习模型却经常组合独热特征矢量, 将独热特征矢量的特征组合视为逻辑连接.例如, 假设我们具有以下两个特征: 国家/地区和语言.对每个特征进行独热编码会生成具有二元特征的矢量, 这些二元特征可解读为 country = USA , country = France 或 language = English, language = Spanish .然后, 如果您对这些独热编码进行线性组合, 则会得到可解读为逻辑连接的二元特征, 如下所示:

coutry:usa AND language:spanish

再举一个例子, 假设您对纬度和经度进行分箱, 获得单独的独热 5 元素特征矢量.例如, 指定的纬度和经度可表示如下:

binned_latitude = [ 0, 0, 0, 1, 0]
binned_longitude = [ 0, 1, 0, 0, 0]

假设您对这两个特征矢量创建了特征组合:

binned_latitude X binned_longitude

此特征组合是一个 25 元素独热矢量 ( 24 个 0 和 1 个 1 ) .该组合中的单个 1 表示纬度和经度的特定连接.然后, 您的模型就可以了解到有关这种连接的特定关联性.
假设我们更粗略地对维度和经度进行分箱, 如下所示:

binned_latitude ( lat ) = [
0 < lat <= 10
10 < lat <= 20
20 < lat <= 30
]
binned_longitude ( lon ) = [
0 < lon <= 15
15 < lon <= 30
]

针对这些粗略分箱创建特征组合会生成具有以下含义的合成特征:

binnned_latitude_X_longitude ( lat, lon ) =[
0 < lat <= 10 AND 0 < lon <= 15
0 < lat <= 10 AND 15 < lon <= 30
10 < lat <= 20 AND 0 < lon <= 15
10 < lat <= 20 AND 15 < lon <= 30
20 < lat <= 30 AND 0 < lon <= 15
20 < lat <= 30 AND 15 < lon <= 30
]

现在, 假设我们的模型需要根据以下两个特征来预测狗主人对狗狗的满意程度:
1.行为类型 ( 叫、 偎依等 )
2.时段
如果我们根据这两个特征构建以下特征组合:

[ behavior type X time of day ]

我们最终获得的预测能力将远远超过任一特征单独的预测能力.例如, 如果狗狗在下午 5 点主人下班回来时 ( 快乐地 ) 叫喊, 可能表示对主人满意度的正面预测结果.如果狗狗在凌晨 3 点主人熟睡时 ( 也许痛苦地 ) 哀叫, 可能表示主人对满意度的强烈负面预测结果.
线性学习可以很好地扩展到大量数据.对大规模数据集使用特征组合是学习高度复杂模型的一种有效策略.神经网络可提供另一种策略.

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