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3.3 数据标准化与归一化

数据标准化(Standardization)和数据归一化(Normalization)是两种常用的数据预处理技术。它们在金融领域有着广泛的应用,用于处理不同尺度、范围或分布的金融数据,以便更好地进行分析和建模。

3.3.1 标准化与归一化的概念

1.标准化

标准化是一种数据转换方法,旨在将数据转换为均值为0、标准差为1的标准正态分布(也称为Z分布)。标准化通常用于处理不同尺度的数据或具有不同单位的数据,以确保它们具有相似的尺度。标准化的公式如下。

在金融领域,标准化通常用于投资组合分析、风险管理和金融建模中,以确保不同资产的风险和收益具有可比性。例如,如果有一组不同股票的收益率数据,可以对其进行标准化,以便更容易比较它们的波动性。

2.归一化

归一化是将数据缩放到特定范围的过程,通常是[0, 1]或[-1, 1]。它不考虑数据的分布,只关心数据的相对位置。归一化的公式如下(将数据映射到[0, 1]的情况)。

归一化常用于神经网络训练等机器学习任务中,以确保不同特征的值在相似的范围内,从而提高模型的训练效果。在金融领域,归一化可用于股票价格、指数值等数据,以便在模型中进行比较或预测。

总的来说,标准化和归一化都有助于处理金融数据,使其更容易进行统计分析、建模和比较。选择使用哪种方法通常取决于数据的性质和分析的具体需求。标准化更关注数据的分布和单位,而归一化更侧重于将数据缩放到特定范围内。

3.3.2 金融模型中的标准化与归一化例子

在下面的例子中,我们将展示如何使用Python金融模型中的标准化和归一化技术对某股票的价格数据进行处理。

实例3-8:使用标准化和归一化技术处理某股票的价格(源码路径:daima/3/gui.py)

实例文件gui.py的具体实现代码如下所示。

在上述代码中,首先创建了一个包含了若干股票价格的DataFrame,然后使用StandardScaler进行标准化处理,以及使用MinMaxScaler进行归一化处理。最后,输出处理后的数据。执行后会输出如下代码。

标准化后的数据会使每只股票的价格在均值为0、标准差为1的范围内,这有助于比较它们的波动性。而归一化后的数据将每只股票的价格映射到[0, 1],使得它们在相同的尺度上,适用于一些需要使用相对值的金融模型。根据具体需求,我们可以选择使用其中一种方法或两种方法的组合来处理金融数据。 i1V59CZULdVfSCM73Tm875n/+fWyfuk1q2myWYyfALwlTabS2w/pEQgo12JmZ7oK

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