Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 840. ML.NET 데이터 정규화 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18708
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 2개 있습니다.)

ML.NET 데이터 정규화

ML.NET으로 데이터 전처리 하는 방법은 다음의 글을 참고하시면 됩니다.

Prepare Data
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/machine-learning/how-to-guides/prepare-data-ml-net

현재(2019-05-28) NormalizationCatalog에서 제공하는 정규화 방법은 대략 다음과 같습니다.

  • NormalizeBinning
  • NormalizeGlobalContrast
  • NormalizeLogMeanVariance
  • NormalizeLpNorm
  • NormalizeMeanVariance
  • NormalizeMinMax
  • NormalizeSupervised?Binning

그런데, "기초 수학으로 이해하는 머신러닝 알고리즘" 책에 보면 z-score 정규화가 나오는데요.

표준 점수
; https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%91%9C%EC%A4%80_%EC%A0%90%EC%88%98

표준값 z는 원수치인 x가 평균에서 얼마나 떨어져 있는지를 나타낸다. 음수이면 평균이하, 양수이면 평균이상이다

이것과 매핑되는 ML.NET의 정규화는 없습니다. 이런 경우, ML.NET에 자연스럽게 녹여낼 수 있도록 사용자 정의 transformer 구현을 제공합니다.

How can I define my own transformation of data?
; https://github.com/dotnet/machinelearning/blob/master/docs/code/MlNetCookBook.md#user-content-how-can-i-define-my-own-transformation-of-data

그런데, 굳이 저렇게 해서 얻는 장점이 얼마나 많을까 싶습니다. 따라서 그냥 다음과 같이 로드된 데이터를 직접 처리해도 상관없겠습니다.

double[] xData = xyList.Select(xy => xy.X).ToArray();
xData = NormalizeZscore(xData);

private static double [] NormalizeZscore(double[] xData)
{
    double mean = Statistics.Mean(xData);
    double sd = Statistics.PopulationStandardDeviation(xData);

    double[] normalized = new double[xData.Length];

    for (int i = 0; i < xData.Length; i ++)
    {
        normalized[i] = (xData[i] - mean) / sd;
    }

    return normalized;
}

예를 들어 입력 데이터가 다음과 같을 때,

x,y
235,591
216,539
148,413
35,310
85,308
204,519
49,325
25,332
173,498
191,498
134,392
99,334
117,385
112,387
162,425
272,659
159,400
159,427
59,319
198,522

NormalizeZscore가 반환한 x 데이터의 min/max는 -1.7406785589738 ~ 1.94669368859505에 해당합니다. 그 외에, ML.NET의 정규화 관련 메서드를 수행해 보면,

using MathNet.Numerics.Statistics;
using Microsoft.ML;
using Microsoft.ML.Data;
using Microsoft.ML.Transforms;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MLContext ctx = new MLContext();

        IDataView data = ctx.Data.LoadFromTextFile<ClickData>("click.csv", separatorChar: ',', hasHeader: true);

        var xColumn = data.Schema[0];
        var yColumn = data.Schema[1];
        
        {
            Func<NormalizingEstimator> func = () => ctx.Transforms.NormalizeMeanVariance(xColumn.Name);
            ShowResult("NormalizeMeanVariance", ctx, data, func);
        }

        {
            Func<NormalizingEstimator> func = () => ctx.Transforms.NormalizeLogMeanVariance(xColumn.Name);
            ShowResult("NormalizeLogMeanVariance", ctx, data, func);
        }

        {
            Func<NormalizingEstimator> func = () => ctx.Transforms.NormalizeMinMax(xColumn.Name);
            ShowResult("NormalizeMinMax", ctx, data, func);
        }

        {
            var xData = data.GetColumn<double>(xColumn).NormalizeZscore();
            Console.WriteLine($"[NormalizeZscore] Min: {xData.Min()}, Max: {xData.Max()}");
        }
    }

    private static void ShowResult(string title, MLContext ctx, IDataView data, Func<NormalizingEstimator> func)
    {
        var transformer = func();
        ITransformer textTransformer = transformer.Fit(data);
        IDataView normalizedData = textTransformer.Transform(data);

        var xyList = ctx.Data.CreateEnumerable<ClickData>(normalizedData, false);
        var xData = xyList.Select(xy => xy.X);
        Console.WriteLine($"[{title}] Min: {xData.Min()}, Max: {xData.Max()}");
    }
}

public static class Extension
{
    public static IEnumerable<double> NormalizeZscore(this IEnumerable<double> data)
    {
        double mean = Statistics.Mean(data);
        double std = Statistics.PopulationStandardDeviation(data);

        foreach (var item in data)
        {
            yield return (item - mean) / std;
        }
    }
}

각각의 종류에 따라 다음과 같은 결과를 갖습니다.

[NormalizeMeanVariance] Min: 0.159596722144764, Max: 1.73641233693504
[NormalizeLogMeanVariance] Min: 0.00667093285901543, Max: 0.899555532449876
[NormalizeMinMax] Min: 0.0919117647058823, Max: 1

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




참고로, Fit 호출 시 오류가 발생한다면?

Unhandled Exception: System.ArgumentOutOfRangeException: Wrong column type for column X. Expected: Single, Double, Vector of Single or Vector of Double. Got: Int32.
Parameter name: column
   at Microsoft.ML.Transforms.NormalizeTransform.LogMeanVarUtils.CreateBuilder(LogMeanVarianceColumnOptions column, IHost host, Int32 srcIndex, DataViewType srcType, DataViewRowCursor cursor)
   at Microsoft.ML.Transforms.NormalizingTransformer.Train(IHostEnvironment env, IDataView data, ColumnOptionsBase[] columns)
   at Program.Main(String[] args) in F:\ConsoleApp1\ConsoleApp1\Program.cs:line 18

해당 transformer의 대상 타입이 int가 들어왔는데 float, double, vector of float/double/vector 유형이어야만 하기 때문입니다. 따라서 정규화 대상이 되는 칼럼의 모델 타입을,

class ClickData
{
    [LoadColumn(0)]
    public int X { get; set; }

    [LoadColumn(1)]
    public int Y { get; set; }
}

다음과 같이 적절하게 변경하면 됩니다.

class ClickData
{
    [LoadColumn(0)]
    public double X { get; set; }

    [LoadColumn(1)]
    public int Y { get; set; }
}




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/9/2024]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 




... 106  107  108  [109]  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11200정성태5/16/201719578오류 유형: 385. WPF - 폰트가 없어 System.IO.FileNotFoundException 예외가 발생하는 경우
11199정성태5/16/201721297.NET Framework: 657. CultureInfo.GetCultures가 반환하는 값
11198정성태5/10/201722839.NET Framework: 656. Windows Forms의 오류(Exception) 처리 방법에 대한 차이점 설명
11197정성태5/8/201719648개발 환경 구성: 315. VHD 파일의 최소 크기파일 다운로드1
11196정성태5/4/201720827오류 유형: 384. Msvm_ImageManagementService WMI 객체를 사용할 때 오류 상황 정리 [1]
11195정성태5/3/201721230.NET Framework: 655. .NET Framework 4.7 릴리스
11194정성태5/3/201723407오류 유형: 383. net use 명령어로 네트워크 드라이브 연결 시 "System error 67 has occurred." 오류 발생
11193정성태5/3/201721593Windows: 141. 설치된 Windows로부터 설치 이미지를 만드는 방법
11192정성태5/2/201722162Windows: 140. unattended.xml/autounattend.xml 파일을 마련하는 방법
11191정성태5/2/201722928Windows: 139. Dell Venue 8 Pro 태블릿에 USB를 이용한 윈도우 운영체제 설치 방법
11190정성태5/2/201728307Windows: 138. Windows 운영체제의 ISO 설치 파일에 미리 Device driver를 준비하는 방법
11189정성태5/2/201720250Windows: 137. Windows 7 USB/DVD DOWNLOAD TOOL로 98%에서 실패하는 경우
11188정성태4/27/201722780VC++: 118. Win32 HANDLE 자료형의 이모저모 [1]
11187정성태4/26/201723368개발 환경 구성: 314. C# - PowerPoint 확장 Add-in 만드는 방법 [1]파일 다운로드1
11186정성태4/24/201721130VS.NET IDE: 117. Visual Studio 확장(VSIX)을 이용해 사용자 매크로를 추가하는 방법 [1]파일 다운로드1
11185정성태4/22/201719132VS.NET IDE: 116. Visual Studio 확장(VSIX)을 이용해 사용자 메뉴 추가하는 방법 (2) - 동적 메뉴 구성파일 다운로드1
11184정성태4/21/201720733VS.NET IDE: 115. Visual Studio 확장(VSIX)을 이용해 사용자 메뉴 추가하는 방법파일 다운로드1
11183정성태4/19/201719537.NET Framework: 654. UWP 앱에서 FolderPicker 사용 시 유의 사항파일 다운로드1
11182정성태4/19/201723582개발 환경 구성: 313. Nuget Facebook 라이브러리를 이용해 ASP.NET 웹 폼과 로그인 연동하는 방법
11181정성태4/18/201720452개발 환경 구성: 312. Azure Web Role의 AppPool 실행 권한을 Local System으로 바꾸는 방법
11180정성태4/16/201723514Java: 18. Java의 Memory Mapped File 자원 반환이 안 되는 문제
11179정성태4/13/201716700기타: 64. SVG Converter 스토어 앱 개인정보 보호 정책 안내
11178정성태4/10/201718877개발 환경 구성: 311. COM+ 관리자의 DCOM 구성에 나오는 기준
11177정성태4/7/201719319.NET Framework: 653. C# 7 새로운 문법(1) - 더욱 편리해진 Out 변수 사용파일 다운로드1
11176정성태4/5/201716340VC++: 117. Visual Studio - ATL COM 개체를 단위 테스트 하는 방법
11175정성태4/5/201725937.NET Framework: 652. C# 개발자를 위한 C++ COM 객체의 기본 구현 방식 설명파일 다운로드1
... 106  107  108  [109]  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...