
【計】 standardization of variables
在漢英詞典視角下,“變量标準化”(Variable Standardization)指通過數學轉換消除數據量綱影響,使不同量級的變量可比化的統計預處理方法。其核心是将原始數據轉換為均值為0、标準差為1的分布,英文對應術語為Standardization 或Z-score Normalization。
變量标準化的計算公式為: $$ z = frac{x - mu}{sigma} $$ 其中:
該過程通過平移(減去均值)和縮放(除以标準差)将數據映射到标準正态分布(N(0,1)),解決因單位差異導緻的模型偏差問題。
中文術語 | 英文術語 | 内涵說明 |
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變量标準化 | Variable Standardization | 特指Z-score形式,強調分布形态的标準化轉換 |
歸一化 | Normalization | 廣義的縮放技術(如Min-Max),但中文常與标準化混用 |
去量綱化 | Dimensionless Processing | 消除單位影響的統稱,标準化屬其子類 |
機器學習建模
在回歸、聚類、SVM等算法中,标準化可防止數值型變量因量綱差異主導模型結果。國際統計學會(ISI)指出,标準化是消除變量單位影響的基準方法之一。
跨數據集比較
允許比較不同來源的變量分布。例如心理學研究中,标準化後的量表分數可進行跨文化群體對比(American Psychological Association, APA指南)。
優化算法收斂
梯度下降等疊代算法依賴标準化加速收斂。經典教材《Pattern Recognition and Machine Learning》驗證,标準化可使損失函數等高線更接近圓形,提升優化效率。
标準化保留異常值信息,適用于數據近似正态分布的場景;而歸一化(如Min-Max)将數據壓縮至區間,對異常值敏感。美國國家标準與技術研究院(NIST)建議,在假設檢驗和主成分分析(PCA)中優先采用标準化。
權威參考來源:
變量标準化是數據預處理的關鍵步驟,主要用于消除不同變量之間的量綱差異,使數據具有可比性。以下是核心要點:
變量标準化(Z-score标準化)通過調整數據分布,使其均值為0、标準差為1。公式為: $$ Z = frac{X - mu}{sigma} $$ 其中:
假設某班級數學成績均值為70分,标準差10分。一名學生得85分,标準化後為: $$ Z = frac{85 - 70}{10} = 1.5 $$ 即該生成績高于均值1.5個标準差。
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