Data Scaling এবং Normalization ডেটা প্রি-প্রসেসিং এর গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যা মেশিন লার্নিং মডেলগুলোর পারফরম্যান্স উন্নত করতে সাহায্য করে। ডেটার স্কেলিং বা নরমালাইজেশন বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ যখন বিভিন্ন ফিচারের মানের মধ্যে পার্থক্য থাকে। যদি বিভিন্ন ফিচারের স্কেল অনেক বড় বা ছোট হয়, তবে কিছু মডেল সঠিকভাবে কাজ নাও করতে পারে। তাই এই প্রক্রিয়াগুলি মডেল ট্রেনিংয়ের আগে ডেটার পরিসীমা সামঞ্জস্যপূর্ণ করে।
Data Scaling (ডেটা স্কেলিং)
Data Scaling বা স্কেলিং হচ্ছে ডেটার বৈশিষ্ট্যগুলোর মান পরিবর্তন করে তাদের একটি নির্দিষ্ট পরিসরে নিয়ে আসা। এটি সাধারণত দুইভাবে করা হয়: Normalization এবং Standardization।
MinMax Scaling (Normalization):
MinMax Scaling বা Normalization হল একটি পদ্ধতি যা ডেটার মানকে একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে পরিবর্তন করে, সাধারণত 0 এবং 1 এর মধ্যে। এর মাধ্যমে, সকল ফিচারের মান একই স্কেলে চলে আসে।
ফর্মুলা:
যেখানে,
- হচ্ছে ডেটার মিনিমাম মান।
- হচ্ছে ডেটার ম্যাক্সিমাম মান।
এই পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় যখন ডেটার মধ্যে প্রাথমিক স্কেল পার্থক্য বড় হয় এবং তা একটি কমন স্কেলে নিয়ে আসা দরকার।
উদাহরণ:
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
scaler = MinMaxScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X) # X হল আপনার ইনপুট ডেটা
উপকারিতা:
- ডেটার সব ফিচারের মান 0 থেকে 1 বা -1 থেকে 1 এর মধ্যে থাকে।
- কিছু মডেল, যেমন কনভোলিউশনাল নিউরাল নেটওয়ার্ক (CNN), ক্যাননি (KNN), সাপোর্ট ভেক্টর মেশিন (SVM) এই স্কেলিংয়ের প্রতি সংবেদনশীল।
সীমাবদ্ধতা:
- যদি ডেটাতে আউটলাইয়ার থাকে, তবে এটি তাদের উপর অতিরিক্ত প্রভাব ফেলতে পারে কারণ আউটলাইয়ারের কারণে ম্যাক্স এবং মিনিমাম মান পরিবর্তিত হতে পারে।
Standard Scaling (Standardization):
Standard Scaling বা Standardization, ডেটার ফিচারগুলিকে এমনভাবে স্কেল করে যে তাদের mean 0 এবং standard deviation 1 হয়। এটি ডেটার আছড়ে পড়া অথবা Gaussian Distribution অনুসরণ করে। এই পদ্ধতি অধিকাংশ মডেলে ভালো কাজ করে।
ফর্মুলা:
যেখানে,
- হল ডেটার ফিচার,
- হল ফিচারের গড় মান,
- হল ফিচারের স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন।
উদাহরণ:
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler = StandardScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X) # X হল আপনার ইনপুট ডেটা
উপকারিতা:
- গড় মান 0 এবং স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন 1 হয়, যা অধিকাংশ মডেলের জন্য আদর্শ।
- আউটলাইয়ার গুলি স্বাভাবিকভাবে বেশি প্রভাব ফেলতে পারে না, কারণ স্কেলিং স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন এবং গড়ের উপর ভিত্তি করে করা হয়।
সীমাবদ্ধতা:
- যদি ডেটা খুবই গোলাকার বা প্রচুর আউটলাইয়ার থাকে, তবে এটি সঠিকভাবে কাজ নাও করতে পারে।
কখন MinMaxScaler এবং StandardScaler ব্যবহার করবেন?
- MinMaxScaler (Normalization):
- যখন আপনার ডেটার বিভিন্ন ফিচার বিভিন্ন পরিসরের মধ্যে থাকে এবং আপনাকে তাদের একটি সাধারণ স্কেলে নিয়ে আসতে হয়।
- যখন আপনি কোনো মডেল ব্যবহার করছেন যেমন KNN বা Neural Networks, যেগুলি স্কেল সংবেদনশীল।
- StandardScaler (Standardization):
- যখন ডেটার গড় মান এবং স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন গুরুত্বপূর্ণ এবং আপনি তাদের সমানভাবে স্কেল করতে চান।
- যখন আপনি linear models (Logistic Regression, Linear Regression) অথবা SVM এর মতো মডেল ব্যবহার করছেন, যেগুলির জন্য সাধারণত ডেটার গড় এবং স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন 0 ও 1 হওয়া জরুরি।
সারাংশ
- MinMaxScaler ডেটার মানকে একটি নির্দিষ্ট পরিসরে (সাধারণত 0 থেকে 1) নিয়ে আসে, যা স্কেলিংয়ের ক্ষেত্রে খুব কার্যকরী হতে পারে বিশেষত যখন ডেটার মধ্যে বড় স্কেল পার্থক্য থাকে।
- StandardScaler ডেটার স্কেল পরিবর্তন করে, যাতে গড় মান 0 এবং স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন 1 হয়, যা অধিকাংশ মেশিন লার্নিং মডেলের জন্য উপযুক্ত।
Read more