Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 840. ML.NET 데이터 정규화 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18632
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
 




... 136  137  138  [139]  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1580정성태1/12/201440331.NET Framework: 407. 닷넷 사용자 정의 예외 클래스의 최소 구현 코드 [1]
1579정성태1/12/201422328오류 유형: 207. System.ArgumentException was unhandled - Message=[net_WebHeaderInvalidControlChars]
1578정성태1/11/201433925개발 환경 구성: 209. Fiddler에서 WebSocket 통신을 모니터링하는 방법 [1]
1577정성태1/11/201424142오류 유형: 206. WriteFile Win32API 사용 시 비정상 종료 현상 [3]
1576정성태1/11/201442024Windows: 81. 긴 이름의 파일/폴더 삭제하는 법 [5]
1575정성태1/11/201422497오류 유형: 205. Exception calling "Provision" with "0" argument(s): "The timer job did not complete running within the allotted time."
1574정성태1/11/201424506오류 유형: 204. An unhandled exception ('System.Security.Cryptography.CryptographicException') occurred in OWSTIMER.EXE
1573정성태1/11/201422335오류 유형: 203. 이벤트 로그 에러 - MsiInstaller에서 Chart Controls 설치 관련 오류 발생
1572정성태1/9/201425795.NET Framework: 406. CoreLab - OraDirect .NET 사용법
1571정성태1/9/201421992.NET Framework: 405. override 메서드가 정의된 타입의 인스턴스로 base 메서드를 호출하는 방법 - 두 번째 이야기
1570정성태1/9/201425389Math: 11. C# 시뮬레이션 - 몬티홀 게임파일 다운로드1
1569정성태1/8/201422545Windows: 80. 윈도우 서버 백업의 복원하는 옵션 설명
1568정성태1/8/201423149오류 유형: 202. Hyper-V 서비스 시작 오류 - Not enough storage is available to complete this operation.
1567정성태1/8/201492500기타: 40. 오피스 2013 라이선스 리셋하는 방법 [5]
1566정성태1/7/201423433Windows: 79. 윈도우 8 - 스카이드라이브(skydrive)의 Online/Offline 동기화 방식 [1]
1565정성태1/3/201421922.NET Framework: 404. 리플렉션을 이용해 닷넷 LicenseManager를 우회할 수 있는 사례
1564정성태1/3/201422500.NET Framework: 403. override 메서드가 정의된 타입의 인스턴스로 base 메서드를 호출하는 방법파일 다운로드1
1563정성태1/3/201428235오류 유형: 201. ASP.NET 웹 사이트를 IIS 7 이상의 환경에서 호스팅할 때 500 오류 발생
1562정성태1/2/201432936.NET Framework: 402. 카카오톡 PC 버전 실행 시 개발자 컴퓨터에서 Themida 오류 나는 문제 - 두 번째 이야기
1561정성태1/1/201442452오류 유형: 200. 카카오톡 PC 버전 실행 시 개발자 컴퓨터에서 Themida 오류 나는 문제 [2]
1560정성태1/1/201421181오류 유형: 199. Hyper-V - Checkpoint 생성 오류
1559정성태12/30/201324474.NET Framework: 401. windbg에서 확인해 보는 관리 힙의 인스턴스 구조 [2]
1558정성태12/29/201333917.NET Framework: 400. 눈으로 확인하는 LayoutKind 옵션 효과 [2]파일 다운로드1
1557정성태12/27/201322996.NET Framework: 399. LayoutKind 옵션에 대해 [2]
1556정성태12/27/201343198개발 환경 구성: 208. IIS + Node.js 환경 구성 [8]
1555정성태12/27/201329952개발 환경 구성: 207. IIS의 80 포트를 공유하는 응용 프로그램 만드는 방법 [1]
... 136  137  138  [139]  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  ...