one-hot编码理解

时间:2023-01-31 14:37:49

one-hot是比较常用的文本特征特征提取的方法。

one-hot编码,又称“独热编码”。其实就是用N位状态寄存器编码N个状态,每个状态都有独立的寄存器位,且这些寄存器位中只有一位有效,说白了就是只能有一个状态。

下面举例说明:

有四个样本,每个样本有三种特征:

    feature1   feature2   feature3
sample1   1      4     3
sample2   2      3     2
sample3   1      2     2
sample4   2      1     1
上图用十进制数对每种特征进行了编码,feature1有两种可能的取值,feature2有4种可能的取值,feature3有3种可能的取值。比如说feature3有3种取值,或者说有3种状态,那么就用3个状态位来表示,以保证每个样本中的每个特征只有1位处于状态1,其他都是0。

1->001

2->010

3->100

其他的特征也都这么表示:

    feature1   feature2   feature3
sample1   01     1000    100
sample2   10     0100    010
sample3   01     0010    010
sample4   10     0001    001
这样,4个样本的特征向量就可以这么表示:

sample1 -> [0,1,1,0,0,0,1,0,0]

sample2 -> [1,0,0,1,0,0,0,1,0]

sample3 -> [0,1,0,0,1,0,0,1,0]

sample4 -> [1,0,0,0,0,1,0,0,1]

接下来看看怎么应用one-hot:

one-hot在特征提取上属于词袋模型(bag of words),假设语料库中有三句话:

我爱中国
爸爸妈妈爱我
爸爸妈妈爱中国
首先,将语料库中的每句话分成单词,并编号:

1:我      2:爱      3:爸爸      4:妈妈      5:中国

然后,用one-hot对每句话提取特征向量:(图来源于网络)

one-hot编码理解

one-hot编码理解

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所以最终得到的每句话的特征向量就是:

我爱中国 -> 1,1,0,0,1
爸爸妈妈爱我 -> 1,1,1,1,0
爸爸妈妈爱中国 -> 0,1,1,1,1
那么这样做的优点和缺点都有什么?

优点:

解决了分类器处理离散数据困难的问题
一定程度上起到了扩展特征的作用(上例中从3扩展到了9)
缺点:

one-hot是一个词袋模型,不考虑词与词之间的顺序问题,而在文本中,次的顺序是一个很重要的问题
one-hot是基于词与词之间相互独立的情况下的,然而在多数情况中,词与词之间应该是相互影响的
one-hot得到的特征是离散的,稀疏的