Matlab中的数据预处理-归一化(mapminmax)与标准化(mapstd)

Matlab中的数据预处理-归一化(mapminmax)与标准化(mapstd)最近遇到数据预处理的一些问题,本来很简单的东西,但是却搞的烦烦的,痛定思痛,决定自己实现一下。一、mapminmaxProcessmatricesbymappingrowminimumandmaximumvaluesto[-11]意思是将矩阵的每一行处理成[-1,1]区间,此时对于模式识别或者其他统计学来说,数据应该是每一列是一个样本,每一行是多个样本的同一维,即

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

一、mapminmax

Process matrices by mapping row minimum and maximum values to [-1 1]

意思是将矩阵的每一行处理成[-1,1]区间,此时对于模式识别或者其他统计学来说,数据应该是每一列是一个样本,每一行是多个样本的同一维,即对于一个M*N的矩阵来说,样本的维度是M,样本数目是N,一共N列N个样本。

其主要调用形式有:

1. [Y,PS] = mapminmax(X,YMIN,YMAX)

2. [Y,PS] = mapminmax(X,FP)

3. Y = mapminmax(‘apply’,X,PS)

4. X = mapminmax(‘reverse’,Y,PS)

5. dx_dy = mapminmax(‘dx_dy’,X,Y,PS)

 

对于1和2的调用形式来说,X是预处理的数据,Ymin和Ymax是期望的每一行的最小值与最大值,FP是一个结构体成员主要是FP.ymin, FP.ymax.这个结构体就可以代替Ymin和Ymax,1和2的处理效果一样,只不过参数的带入形式不同。

代码:

x=[2,3,4,5,6;7,8,9,10,11];
mapminmax(x,0,1)
fp.ymin=0;
fp.ymax=1;
mapminmax(x,fp) 

而对于3式,在模式识别或者统计学里,PS是训练样本的数据的映射,即PS中包含了训练数据的最大值和最小值,这里的X是测试样本,对于测试样本来说,预处理应该和训练样本一致即最大值和最小值应该是训练集的最大值与最小值。假设y是测试样本,一共两个测试样本,则代码如下:

x=[2,3,4,5,6;7,8,9,10,11];
y=[2,3;4,5];
[xx,ps]=mapminmax(x,0,1);
mapminmax('apply',y,ps)

对于4式,是预处理之后的数据进行反转得到原始数据。

x=[2,3,4,5,6;7,8,9,10,11];
y=[2,3;4,5];
[xx,ps]=mapminmax(x,0,1);
yy=mapminmax('apply',y,ps);
mapminmax('reverse',yy,ps)

 

对于5式,根据给定的矩阵X、标准化矩阵Y及映射PS,获取逆向导数(reverse derivative)。如果给定的X和Y是m行n列的矩阵,那么其结果dx_dy是一个1×n结构体数组,其每个元素又是一个m×n的对角矩阵。这种用法不常用,这里不再举例。

二、mapminmax原理及其实现

mapminmax的数学公式为y = (ymax-ymin)*(x-xmin)/(xmax-xmin) + ymin。如果某行的数据全部相同,此时xmax=xmin,除数为0,则此时数据不变。

matlab实现为:

function [out]=myMapminmax(x,ymin,ymax)

out=(ymax-ymin).*(x-repmat(min(x,[],2),1,size(x,2)))./repmat((max(x,[],2)-min(x,[],2)),1,size(x,2))+ymin;
index=isnan(out);
out(index)=x(index);

end

注意上面的代码均假设数据x中样本是列向量。

三、mapstd 标准化

Process matrices by mapping each row’s means to 0 and deviations to 1:将矩阵的每一行映射为0均值1方差的数据。

主要调用形式有:

1.  [Y,PS] = mapstd(X,ymean,ystd)

2. [Y,PS] = mapstd(X,FP)

3. Y = mapstd(‘apply’,X,PS)

4. X = mapstd(‘reverse’,Y,PS)

5. dx_dy = mapstd(‘dx_dy’,X,Y,PS)

和mapminmax类似的,1和2式是对数据X进行标准化,其中ymean和ystd是期望得到数据的每一行的均值和方差,同样的,我们也可以用一个结构体包含 ymean 和ystd进行带入。

x=[2,3,4,5,6;7,8,9,10,11];
y=[2,3;4,5];
[xx,ps]=mapstd(x,0,1)
fp.ymean=0;
fp.ystd=1;
[xx,ps]=mapstd(x,fp)

3式是对测试数据进行预处理,利用训练数据中均值和方差进行处理,4式是将预处理之后的数据反转。

x=[2,3,4,5,6;7,8,9,10,11];
y=[2,3;4,5];
[xx,ps]=mapstd(x,0,1);
yy=mapstd('apply',y,ps);

mapstd('reverse',yy,ps)

 四、mapstd标准化的实现

公式为y = (x-xmean)*(ystd/xstd) + ymean。如果设置的ystd=0,或某行的数据全部相同(此时xstd =0)

 

function [out] = myMapstd(x,ymean,ystd)
out=(x-repmat(mean(x,2),1,size(x,2)))./repmat(std(x,0,2),1,size(x,2)).*ystd+ymean;
end

五、关于mean ,std等函数的说明

mean默认是对每一列求和,mean(x,2)是对每一行求和,std函数默认求的是标准差的无偏估计,有三种用法,s = std(X),s = std(X,flag),s = std(X,flag,dim)

其中flag是无偏估计的参数,flag=0是无偏估计,即默认 是无偏估计,flag=1是有偏估计,dim表示对第几维求方差,std(X,0,2)表示对X的每一行做无偏的标准差估计。

 

 

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/147780.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • office xls 文件已损坏 无法打开 word在试图打开文件时遇到错误

    office xls 文件已损坏 无法打开 word在试图打开文件时遇到错误转自:http://windyli.blog.51cto.com/1300305/326491故障现象:Office2010,当打开从其他来源的Office文档时,会出现“(受保护的视图)遇到问题需要关闭”的错误,并且提示“文档已损坏”。小提示:Office2010的新特性是打开非本机创建的文件时会使用受保护的视图打开,因此我的“其他来源”主要指几个方面。其他来源:1.

    2022年5月27日
    38
  • pandas中的 fillna使用(pandas.DataFrame.fillna)「建议收藏」

    pandas中的 fillna使用(pandas.DataFrame.fillna)「建议收藏」api参考:fillna:使用指定的方法填充NA/NaN值。>>>df=pd.DataFrame([[np.nan,2,np.nan,0],[3,4,np.nan,1],[np.nan,np.nan,np.nan,5],[np.nan,3,np.nan,4]],columns=list.

    2022年8月12日
    6
  • 《深入浅出WPF》读书笔记

    《深入浅出WPF》读书笔记深入浅出 WPF 要点总结 感谢刘铁锰写出这么好的书

    2025年6月29日
    6
  • pythoncharm解释器_pycharm自带python

    pythoncharm解释器_pycharm自带python在运行新项目中选择解释器,发现之前的解释器invalid:解决方法:1.选addsysteminterpreter找到安装python.exe的位置点击OK稍等后完成

    2022年8月27日
    6
  • ip addr命令详解_ip命令详解

    ip addr命令详解_ip命令详解ipaddr命令的作用是在Linux系统上查询ip地址。命令效果如下:解析:lo(loopback)环回接口,常被分配到127.0.0.1,用于本机通信,经过内核处理后直接返回,不会在任何网络中出现。net_deviceflags:LOOPBACK,UP,表示网卡处于启动的状态LOWER_UP物理连接正常,就是网卡已经上电(物理指的是物理层)BROADCAST表示这个网卡有广播地址,可以发送广播包MULTICAST表示网卡可以发送多播包MTU1500是指什么意思呢?是哪一层的

    2022年7月27日
    5
  • OpenERP Web开发[通俗易懂]

    OpenERP Web开发[通俗易懂]声明:本文非原创,原始出处为http://blog.csdn.net/mackz/article/details/22581517分类:原始页面:Welcome to OpenERP Web Training  在7和8下测试均可。  1.相关库/框架  主要:jQuery(使用1.8.3,如果使用新版本,其他jQuery插件也要升级或修改)、Underscore、QW

    2025年6月10日
    3

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号