【大厂AI课学习笔记】【2.2机器学习开发任务实例】（6）特征分析

今天来学习特征分析。

通过图分析每个特征与结果的对应关系。

例如上方，使用散点图，将各个特征和价格的关系，绘制出来，观察是否具有较大的相关性。

散点图可以帮助找出现有特征中，与价格的关联度（正数正相关，负数负相关，绝对值大小体现相关性）。

 

如上图可以看出，例如：房间数越多，价格越高；税率越高，价格越低；

从上图中，我们可以去掉不相关的特征，收敛的更快。

我们看到，房间数特征，和价格的关联度最大，我们可以对房间数，进行深入的分析。

用上我们前面学过的数据理解相关的知识，可以得到较好的结果。

 

我们可以进行特征关联度分析，看到，5和6间房子的，房价，是最高的。

也可以对数据进行分组，例如5-6间是一组，其余是一组。

我们有可以尝试对特征之间建立关联。

 

从上图我们看出，房间数和老旧房屋比例，没有什么关系。

由此我们可以去掉老旧房屋比例这个特征。

延伸学习：

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人工智能机器学习项目中的特征分析

在人工智能的机器学习项目中，特征分析是数据预处理阶段的关键步骤，对于模型构建的准确性和性能至关重要。特征分析主要涉及特征选择、特征提取和特征降维等方面，它们对于从原始数据中提炼出有价值的信息、去除冗余和噪声、提高模型的泛化能力具有不可替代的作用。

一、特征选择

特征选择是从原始特征集中挑选出一组最具代表性、最有利于模型学习的特征子集的过程。它的主要目的是简化模型、缩短训练时间、提高模型的可解释性，并且有助于避免过拟合。特征选择的方法可以分为三大类：过滤式（Filter）、包裹式（Wrapper）和嵌入式（Embedded）。

过滤式方法通常基于统计测试来选择特征，如卡方检验、信息增益、相关系数等。这些方法独立于任何机器学习算法，计算效率较高，但可能无法捕捉到特征之间的复杂关系。

包裹式方法则通过不断地增加或删除特征来优化特征子集，以模型的性能作为评价标准。常见的包裹式方法有递归特征消除（RFE）等。这类方法通常能找到较好的特征子集，但计算开销较大。

嵌入式方法则将特征选择过程与模型训练过程相结合，如决策树、随机森林和L1正则化等算法都具有特征选择的能力。这类方法在计算效率和特征子集质量之间取得了较好的平衡。

二、特征提取

特征提取是从原始数据中构造新的特征的过程，这些新特征能够更有效地表示数据的某些重要特性。特征提取常用于图像、文本和语音等非结构化数据的处理。

在图像处理中，特征提取可以通过卷积神经网络（CNN）来实现，CNN能够自动学习图像的边缘、纹理等低级特征以及更高级的抽象特征。

在文本处理中，词袋模型、TF-IDF、词嵌入（Word Embeddings）等技术被广泛用于从文本数据中提取特征。这些技术能够将文本转换为数值向量，使得机器学习算法能够处理和分析。

特征提取的关键在于找到一种能够有效地捕捉数据内在结构和模式的方法，从而提高模型的预测性能。

三、特征降维

特征降维是在保持数据主要特性的前提下，减少特征空间维度的过程。它的主要目的是减少计算复杂度、去除冗余特征和噪声、提高模型的泛化能力。

主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）是两种常用的线性降维方法。PCA通过寻找数据中的主要成分（即方差最大的方向）来降低维度，而LDA则旨在找到能够最大化类间可分性的特征投影方向。

此外，流形学习（Manifold Learning）和自编码器（Autoencoders）等非线性降维方法也在近年来得到了广泛的应用。这些方法能够更好地处理复杂的非线性数据结构，如人脸识别、语音识别等任务中的数据。

四、特征分析的重要性和必要性

特征分析在机器学习项目中的重要性不言而喻。首先，通过特征选择和特征提取，我们可以去除原始数据中的冗余信息和噪声，减少模型的复杂度，提高模型的泛化能力。其次，特征降维有助于降低计算开销，使得模型在有限的计算资源下能够更快地训练和收敛。最后，良好的特征分析还能够提高模型的可解释性，使得我们更容易理解模型的决策过程和结果。

以图像分类任务为例，假设我们有一个包含多种动物图像的数据集，每张图像都有成千上万个像素点作为原始特征。如果直接将这些像素点作为输入特征进行模型训练，不仅计算开销巨大，而且容易受到噪声和冗余信息的影响。通过特征提取技术（如CNN），我们可以从原始像素中提取出更高级、更具代表性的特征（如边缘、纹理等），从而大大提高模型的分类性能。

综上所述，特征分析在人工智能的机器学习项目中扮演着至关重要的角色。通过合理的特征选择、特征提取和特征降维，我们可以从原始数据中提炼出有价值的信息，构建出更准确、更高效、更可解释的机器学习模型。在未来的研究和实践中，我们应该继续探索和发展新的特征分析方法和技术，以应对日益复杂和多样化的数据挑战。