搭建基于K近邻的图像识别

3.2 图像的读取以及表示

读取打印图片

4.2 特征编码技术

假如我们直接使用标签编码来代表这里每一个类别特征是有问题的。那具体存在什么问题呢？可以这么想，如果我们直接把类别特征看作是具体的数比如0，1，2… 那这时候，数与数之间是有大小关系的，比如2要大于1，1要大于0，而且这些大小相关的信息必然会用到模型当中。

但这就跟原来特征的特点产生了矛盾，因为对于深度学习，数据分析来说它们之间并不存在所谓的“大小”，可以理解为平行关系。所以对于这类特征来说，直接用0，1，2.. 的方式来表示是存在问题的，所以结论是不能这么做。

那我们该如何表达一个类别性特征呢？答案就是独热编码。

独热编码

变量离散化会增加模型的非线性化。离散化之后再转化为独热编码。逻辑回归和线性回归经常用。简单的方法，落在每个区间的样本数量比较接近。

离散化

4.3 二手车价格预测：KNN用于回归

KNN回归

#导入几个关键词的库。这里seaborn库用来画一个heatmap。
import pandas as pd
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import seaborn as sns

#利用pandas读取数据并打印 可以看得到具体数据了，每一列都是一个特征值。
#读取数据
df = pd.read_csv('/home/anaconda/data/RGZNXLY/ch4/data.csv')
df # data frame

#做了特征的处理，把类别型特征转换成了独热编码的形式。这里针对Color和Type做了独热编码操作。
#而对于Brand没有做任何操作，因为在给定的数据里Brand都是一样的，可以去掉了. 
#可以看出来表格中多了几个列，分别以Color:和Type:开头，表示的就是转换成独热编码之后的结果。
# 特征处理
# 把颜⾊独热编码
df_colors = df['Color'].str.get_dummies().add_prefix('Color: ')
# 把类型独热编码
df_type = df['Type'].apply(str).str.get_dummies().add_prefix('Type: ')
# 添加独热编码数据列
df = pd.concat([df, df_colors, df_type], axis=1)
# 去除独热编码对应的原始列
df = df.drop(['Brand', 'Type', 'Color'], axis=1)

df

#第一步先看一下数据特征之间的相关性，这里使用了corr()函数来计算特征之间的相关性。
#之后通通过sns模块来可视化相关性。 颜色越深的代表相关性越大。
# 数据转换
matrix = df.corr()
f, ax = plt.subplots(figsize=(8, 6))
sns.heatmap(matrix, square=True)
plt.title('Car Price Variables')

#导入KNN相关的库以及其他相关的库。这里StandardScaler用来做特征的归一化，把原始特征转换成均值为0方差为1的高斯分布。
from sklearn.neighbors import KNeighborsRegressor
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn import preprocessing
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
import numpy as np

#这部分代码主要用来做特征的归一化。这里需要注意的一点是特征的归一化的标准一定要来自于训练数据，之后再把它应用在测试数据上。
#因为实际情况下，测试数据是我们看不到的，也就是统计不到均值和方差。
X = df[['Construction Year', 'Days Until MOT', 'Odometer']]
y = df['Ask Price'].values.reshape(-1, 1)
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=41)

X_normalizer = StandardScaler() # N(0,1)
X_train = X_normalizer.fit_transform(X_train)
X_test = X_normalizer.transform(X_test)

#这部分主要用来训练KNN模型，以及用KNN模型做预测，并把结果展示出来。
#这里我们使用了y_normalizer.inverse_transform，因为我们在训练的时候把预测值y也归一化了，所以最后的结论里把之前归一化的结果重新恢复到原始状态。 
#在结果图里，理想情况下，假如预测值和实际值一样的话，所有的点都会落在对角线上，但实际上现在有一些误差。
y_normalizer = StandardScaler()
y_train = y_normalizer.fit_transform(y_train)
y_test = y_normalizer.transform(y_test)

knn = KNeighborsRegressor(n_neighbors=2)
knn.fit(X_train, y_train.ravel())

#Now we can predict prices:
y_pred = knn.predict(X_test)
y_pred_inv = y_normalizer.inverse_transform(y_pred)
y_test_inv = y_normalizer.inverse_transform(y_test)

# Build a plot
plt.scatter(y_pred_inv, y_test_inv)
plt.xlabel('Prediction')
plt.ylabel('Real value')

# Now add the perfect prediction line
diagonal = np.linspace(500, 1500, 100)
plt.plot(diagonal, diagonal, '-r')
plt.xlabel('Predicted ask price')
plt.ylabel('Ask price')
plt.show()

#打印最终的结果，也就是预测的值 可以看到实际预测的值
print(y_pred_inv)

#打印KNN模型里的具体的变量
knn