Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 840. ML.NET 데이터 정규화 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18724
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
 




... [151]  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1278정성태5/8/201226151오류 유형: 153. Visual Studio 디버깅 - Unable to break execution. This process is not currently executing the type of code that you selected to debug.
1277정성태5/8/201231296오류 유형: 152. cmd.exe - The system cannot write to the specified device. [2]
1276정성태4/28/201223139Phone: 5. 모든 Marketplace에 윈폰 앱을 등록하는 방법 [1]
1275정성태4/28/201227046개발 환경 구성: 150. 프로세스 실행으로 잠긴 파일이지만, 이름은 변경가능하다는 사실! 아셨나요? [7]
1274정성태4/17/201221624Phone: 4. "Holiday Calendar" 윈폰 응용 프로그램 등록
1273정성태4/6/201224887Phone: 3. 윈도우 폰을 위한 Holiyday Calendar 앱 개발파일 다운로드1
1272정성태4/5/201226313오류 유형: 151. ASP.NET - EcbGetUnicodeServerVariables 코드에서 System.AccessViolationException 예외 발생
1271정성태4/3/201228985Math: 6. 동전을 여러 더미로 나누는 경우의 수 세기 [1]
1270정성태3/29/201222986오류 유형: 150. Visual Studio 2010 원격 디버깅 오류 - Kerberos authentication failed
1269정성태3/27/201236779오류 유형: 149. ODP.NET 오류 - The provider is not compatible with the version of Oracle client
1268정성태3/27/201233254오류 유형: 148. WCF svc 호출 시 HTTP Error 404.17 - Not Found [1]
1267정성태3/16/201231254.NET Framework: 314. C++의 inline asm 사용을 .NET으로 포팅하는 방법 [1]파일 다운로드1
1266정성태3/14/201234457개발 환경 구성: 149. RAID 1 구성 시 하드 디스크 장애 발생 해결에 대한 경험담
1265정성태3/13/201224819VC++: 61. 아이태니엄(IA64: Itanium) 에서 겪은 C++ 포인터 연산 문제 [2]
1264정성태3/10/201244125.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [5]파일 다운로드1
1263정성태3/9/201222945개발 환경 구성: 148. tinyget 사용법
1262정성태3/8/201243826개발 환경 구성: 147. .keystore 파일에 저장된 개인키 추출 방법과 인증기관으로부터 온 공개키를 합친 pfx 파일 만드는 방법 [1]
1261정성태3/7/201224517Phone: 2. 개발자용 윈도우 폰 7 기기 등록하는 방법
1260정성태3/6/201224389Phone: 1. 윈도폰 7 개발자 (회사) 등록하는 방법 [3]
1259정성태3/4/201235910Windows: 57. 새로 추가된 네트워크 커널 디버깅 및 PowerShell 3.0 [1]
1258정성태3/3/201237501개발 환경 구성: 146. SQL Server 2012에 포함된 LocalDB 기능 소개 [3]파일 다운로드1
1257정성태3/3/201225741.NET Framework: 312. Native 스레드와 Managed 스레드 개체의 상태 관계 [1]파일 다운로드1
1256정성태3/3/201229230Math: 5. Euler's totient function - C#파일 다운로드1
1255정성태3/3/201231604Math: 4. 소수 판정 및 소인수 분해 소스 코드 - C# [1]파일 다운로드1
1254정성태3/1/201226589Windows: 56. Windows 8 Consumer Preview를 사용해 보고... [1]
1253정성태3/1/201228081VS.NET IDE: 71. Visual Studio 11 Ultimate 베타 설치 [3]
... [151]  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  ...