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关于提升机器学习算法做预测回归任务精度的方法分享

1. 问题的来源

​ 目前做过一些小数据集（100-1000）的预测任务，经常会出现一个问题：拿到数据后，写完模型代码，然后运行测试，发现R2很低，MAE之类的指标也很高。

​ 这个时候，会发现：单纯调整模型参数并不能提高模型精度。

​ 而这个问题，就是今天想要探讨的问题。

2. 方法分享

​ 这里仅分享我自己目前能够想到的方法，如果大家还有其他方法，欢迎补充在评论区，让后来的人可以少走一些弯路。

​ 我觉得这个问题出现的根本原因在于：数据集。现在很认可一句话，做这种机器学习的工作，80%的时间都在处理数据，20%的时间在调参和写代码。

​ 比如，我现在有一个700条的数据集，但是只有5个特征，其中一个还是目标变量。这个时候，即使数据量看着还不错，但4个特征所包含的信息有限，模型训练后的泛化能力大概率很弱，除非你的数据隐含的关系非常简单，不然大概率R2都非常低。

​ 意识到“模型本质学的是数据的信息”，当你数据包含的信息越多的时候，模型自然能够学习到的东西也越多，最终的泛化能力自然也就越高。

​ 因此，提高精度的本质是提高数据信息量，体现在具体方法有如下：

1. 新增物理特征：纯数学特征可能效果不好，或者存在天花板。可以引入一些更具有物理意义的复合特征。本质上来说是增加信息含量，因为单纯的数字可能包含的信息有限，因此需要人为增加信息量。
2. 去除某些杂糅信息特征：有的时候，并不是越多信息越好，有的信息如果本身是噪声与没有意义的特征，可以抛去尝试，看看效果如何，如果没有提升或者减弱了再加上即可。
3. 构建新的目标变量：有的时候，原本的目标变量可能区分度不够或者其他原因，可以构建出新的目标变量，更具辨识度（比如对数化处理，注意训练前对数化，预测的时候要将预测输出的还原，然后进行模型的评估）
4. 聚类公共数据点：把一些具有类似特征的数据聚类在一块，相当于新增了数据列，具有更多信息和辨识度
5. 明确上限与优先性：如果特征数很少、数据量小，有的时候的确预测效果存在一定上限，难以准确预测；如果存在多个数据集的时候（数据集的数据大小由少变多），优先调整数据大的，明确最优结果，才能去评价其他相对更差的结果。
6. 删除数据异常点：如果目标变量具有物理意义，比如输入的是总重量，预测的是长途过程中损失后的最终重量，如果目标变量（即最终重量）比总重量还大，或者小特别多，可以标记为异常数据而去掉。当然，是否去掉还是要根据业务场景来判断。

3. 补充

​ 关于派生特征的构造：

1. 任务是有领域的，有的时候可以根据领域知识进行构建，比如将某两个特征相加或者相除，得到总的量或者比例之类的特征
2. 听从AI的建议，AI的知识库很丰富，常见的简单新特征构建，它基本都可以给出建议

​根据我自己的尝试：新增特征是最有用的手段了，如改变目标变量等方法效果不是确定，偶尔能提升，偶尔也会变差。