Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 840. ML.NET 데이터 정규화 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18668
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
 




... 46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  [58]  59  60  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12491정성태1/16/202117813.NET Framework: 1008. 배열을 반환하는 C# COM 개체의 메서드를 C++에서 사용 시 메모리 누수 현상 [1]파일 다운로드1
12490정성태1/15/202116954.NET Framework: 1007. C# - foreach에서 열거 변수의 타입을 var로 쓰면 object로 추론하는 문제 [1]파일 다운로드1
12489정성태1/13/202119079.NET Framework: 1006. C# - DB에 저장한 텍스트의 (이모티콘을 비롯해) 유니코드 문자가 '?'로 보인다면? [1]
12488정성태1/13/202118229.NET Framework: 1005. C# - string 타입은 shallow copy일까요? deep copy일까요? [2]파일 다운로드1
12487정성태1/13/202116687.NET Framework: 1004. C# - GC Heap에 위치한 참조 개체의 주소를 알아내는 방법파일 다운로드1
12486정성태1/12/202118440.NET Framework: 1003. x64 환경에서 참조형의 기본 메모리 소비는 얼마나 될까요? [1]
12485정성태1/11/202118611Graphics: 38. C# - OpenCvSharp.VideoWriter에 BMP 파일을 1초씩 출력하는 예제 [2]파일 다운로드1
12484정성태1/9/202120235.NET Framework: 1002. C# - ReadOnlySequence<T> 소개파일 다운로드1
12483정성태1/8/202116467개발 환경 구성: 521. dotPeek - 훌륭한 역어셈블 소스 코드 생성 도구
12482정성태1/8/202118202.NET Framework: 1001. C# - 제네릭 타입/메서드에서 사용 시 경우에 따라 CS8377 컴파일 에러
12481정성태1/7/202118291.NET Framework: 1000. C# - CS8344 컴파일 에러: ref struct 타입의 사용 제한 메서드파일 다운로드1
12480정성태1/6/202120994.NET Framework: 999. C# - ArrayPool<T>와 MemoryPool<T> 소개파일 다운로드1
12479정성태1/6/202118253.NET Framework: 998. C# - OWIN 예제 프로젝트 만들기
12478정성태1/5/202121010.NET Framework: 997. C# - ArrayPool<T> 소개파일 다운로드1
12477정성태1/5/202122098기타: 79. github 코드 검색 방법 [1]
12476정성태1/5/202118337.NET Framework: 996. C# - 닷넷 코어에서 다른 스레드의 callstack을 구하는 방법파일 다운로드1
12475정성태1/5/202122200.NET Framework: 995. C# - Span<T>와 Memory<T> [1]파일 다운로드1
12474정성태1/4/202118940.NET Framework: 994. C# - (.NET Core 2.2부터 가능한) 프로세스 내부에서 CLR ETW 이벤트 수신 [1]파일 다운로드1
12473정성태1/4/202117557.NET Framework: 993. .NET 런타임에 따라 달라지는 정적 필드의 초기화 유무 [1]파일 다운로드1
12472정성태1/3/202117506디버깅 기술: 178. windbg - 디버그 시작 시 스크립트 실행
12471정성태1/1/202118269.NET Framework: 992. C# - .NET Core 3.0 이상부터 제공하는 runtimeOptions의 rollForward 옵션 [1]
12470정성태12/30/202018366.NET Framework: 991. .NET 5 응용 프로그램에서 WinRT API 호출 [1]파일 다운로드1
12469정성태12/30/202022829.NET Framework: 990. C# - SendInput Win32 API를 이용한 가상 키보드/마우스 [1]파일 다운로드1
12468정성태12/30/202019305Windows: 186. CMD Shell의 "Defaults"와 "Properties"에서 폰트 정보가 다른 문제 [1]
12467정성태12/29/202019339.NET Framework: 989. HttpContextAccessor를 통해 이해하는 AsyncLocal<T> [1]파일 다운로드1
12466정성태12/29/202016820.NET Framework: 988. C# - 지연 실행이 꼭 필요한 상황이 아니라면 singleton 패턴에서 DCLP보다는 static 초기화를 권장 [1]파일 다운로드1
... 46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  [58]  59  60  ...