基础知识指南

特征工程

特征工程是将原始数据转化为有助于模型学习的信息输入(特征)的技术。

阅读时间:2分钟最后更新

概述

In classic machine learning it is often the single biggest driver of accuracy, more than the choice of algorithm.

深入探讨

模型只能从您提供的输入中学习,而原始数据很少以有用的形式到达。特征工程重塑了它:从时间戳中提取星期几,计算客户的平均购买量,将类别编码为数字,将值缩放到公共范围,或将列组合成比率。如果做得好,它会暴露算法所需的模式,因此基于重要特征的简单模型通常会击败基于原始数据的复杂模型。它还需要领域知识,因为知道“每分钟交易数”信号欺诈是创造强大功能的原因。典型的风险是数据泄漏,意外地根据预测时不可用的信息构建了一个特征,这会夸大测试分数但在生产中失败。深度学习使其中一些自动化,但结构化/表格问题仍然严重依赖它。

技术洞察

常见技术包括归一化或标准化(缩放数字,以便没有单一特征占主导地位)、分类变量的单热或目标编码、对连续值进行分箱以及创建交互或聚合特征。一个关键的原则是仅在训练数据上拟合转换(例如缩放器的平均值和标准差),然后将它们应用于验证和测试集。在完整数据集上计算它们会泄漏信息并产生过于乐观的结果,而这些结果在部署中无法保持。

战略影响

更清晰的判决

它可以帮助您将清晰的技术声明与营销语言分开。

成本与预算

在花费金钱或时间之前,您可以提出更好的实施问题。

团队与工作流程

具有共同理解的团队可以做出更好的产品、政策和学习决策。

特征工程的未来

深度学习可以自动提取图像、音频和文本的特征,其中网络直接从原始输入中学习表示。但对于表格数据和业务数据(大多数企业数据)来说,深思熟虑的特征工程仍然具有决定性作用。该领域正在转向自动化(AutoML,自动特征生成)和可重用的“特征存储”,让团队可以跨模型共享一致的、经过充分测试的特征。预计会有更多工具来建议功能并防止泄漏,而人类领域的专业知识对于最高价值的功能仍然至关重要。

现实世界的实施

欺诈检测:得出交易频率、自上次购买以来的时间以及距通常位置的距离等特征。

需求预测:从原始销售时间戳中提取星期几、假期标志和滚动平均值。

信用评分:将原始历史转化为债务与收入之类的比率以及最近逾期付款的计数。

客户流失:将活动汇总到功能中,例如每月登录次数和自上次参与以来的天数。

风险与防护栏

不同的团队可能会以不同的方式使用同一术语,因此请尽早定义范围。

基准测试可能看起来很强大,但实际性能却参差不齐。

忽视数据质量和评估计划通常会产生脆弱的结果。

实施路线图

1

从您需要的结果的简单语言定义开始。

2

在测试之前选择一种成功指标和一种失败条件。

3

使用代表性数据运行小型试点,而不是完善的演示集。

4

记录特征工程在哪些方面有帮助以及在哪些方面更简单的方法更好。

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下一个指南

特征工程管道和数据版本控制

常见问题

What is Feature Engineering?

特征工程是将原始数据转化为有助于模型学习的信息输入(特征)的技术。在经典机器学习中,它通常是准确性的最大驱动因素,而不是算法的选择。

什么是特征工程?

特征工程是根据原始数据制作输入(特征),以便模型可以找到有用的模式。

为什么特征工程在经典机器学习中经常被描述为至关重要?

在结构化数据上,精心设计的特征通常比特定模型更重要,因此基于出色特征的简单模型可以获胜。

什么是特征工程中的数据泄漏?

泄漏意味着某个功能潜入了您在预测时实际上不会获得的信息,从而夸大了测试分数,但在生产中却失败了。

当缩放特征(例如标准化)时,应该在哪里计算平均值和标准差?

仅在训练数据上安装缩放器,然后将其应用到其他地方,可以防止泄漏并给出实际的性能估计。

以下哪一项是分类数据的典型特征工程技术?

分类变量通常通过 one-hot 或目标编码转换为数字,以便模型可以使用它们。