التشفير السريع هو عملية يتم من خلالها تحويل المتغيرات الفئوية إلى تنسيق رقمي يمكن إدخاله في خوارزميات التعلم الآلي. في هذه الطريقة، يتم تمثيل كل فئة فريدة في ميزة معينة بواسطة ناقل ثنائي.
تاريخ أصل التشفير الساخن والذكر الأول له
يعود مفهوم التشفير السريع إلى الأيام الأولى لعلوم الكمبيوتر وتصميم المنطق الرقمي. تم استخدامه على نطاق واسع في تنفيذ آلات الحالة المحدودة في الستينيات والسبعينيات. في التعلم الآلي، بدأ التشفير السريع في الانتشار في الثمانينيات مع ظهور الشبكات العصبية والحاجة إلى التعامل مع البيانات الفئوية.
معلومات تفصيلية حول ترميز One-Hot. توسيع ترميز الموضوع الساخن
يتم استخدام التشفير السريع للتعامل مع البيانات الفئوية، وهو أمر شائع في العديد من أنواع مجموعات البيانات. تتطلب الخوارزميات الرقمية التقليدية مدخلات رقمية، ويساعد التشفير السريع في تحويل الفئات إلى نموذج يمكن توفيره لنماذج التعلم الآلي.
عملية
- تحديد الفئات الفريدة في البيانات.
- قم بتعيين عدد صحيح فريد لكل فئة.
- قم بتحويل كل عدد صحيح فريد إلى متجه ثنائي حيث تكون بتة واحدة فقط "ساخنة" (أي مضبوطة على 1) والباقي "باردة" (أي مضبوطة على 0).
مثال
بالنسبة إلى الميزة التي تحتوي على ثلاث فئات: "Apple" و"Banana" و"Cherry"، سيبدو التشفير السريع كما يلي:
- أبل: [1، 0، 0]
- الموز: [0، 1، 0]
- الكرز: [0، 0، 1]
الهيكل الداخلي للترميز الواحد الساخن. كيف يعمل الترميز الساخن الواحد
بنية التشفير السريع بسيطة للغاية وتتضمن تمثيل الفئات كمتجهات ثنائية.
سير العمل:
- تحديد الفئات الفريدة: تحديد الفئات الفريدة ضمن مجموعة البيانات.
- إنشاء ناقلات ثنائية: لكل فئة، قم بإنشاء متجه ثنائي حيث يتم تعيين الموضع المقابل للفئة على 1، ويتم تعيين جميع المواضع الأخرى على 0.
تحليل السمات الرئيسية لترميز One-Hot
- بساطة: سهل الفهم والتنفيذ.
- تحويل البيانات: تحويل البيانات الفئوية إلى تنسيق يمكن للخوارزميات معالجته.
- الأبعاد العالية: يمكن أن يؤدي إلى مصفوفات كبيرة ومتفرقة للميزات ذات الفئات الفريدة المتعددة.
أنواع الترميز الواحد الساخن. استخدم الجداول والقوائم للكتابة
تتضمن الأنواع الأساسية للترميز الساخن الواحد ما يلي:
- ترميز قياسي واحد ساخن: كما هو موضح أعلاه.
- الترميز الوهمي: مشابه لـ one-hot ولكنه يحذف فئة واحدة لتجنب التعددية الخطية.
| يكتب | وصف |
|---|---|
| ترميز قياسي واحد ساخن | يمثل كل فئة بمتجه ثنائي فريد. |
| الترميز الوهمي | مشابه لـ one-hot ولكنه يحذف فئة واحدة لتجنب المشكلات. |
طرق استخدام التشفير One-Hot ومشاكله وحلولها المتعلقة بالاستخدام
الاستخدام:
- نماذج التعلم الآلي: خوارزميات التدريب على البيانات الفئوية.
- تحليل البيانات: جعل البيانات مناسبة للتحليل الإحصائي.
مشاكل:
- الأبعاد: زيادة أبعاد البيانات.
- متناثرة: ينشئ مصفوفات متفرقة يمكن أن تستهلك الكثير من الذاكرة.
حلول:
- تخفيض الأبعاد: استخدم تقنيات مثل PCA لتقليل الأبعاد.
- تمثيلات متفرقة: الاستفادة من هياكل البيانات المتفرقة.
الخصائص الرئيسية ومقارنات أخرى مع المصطلحات المماثلة في شكل الجداول والقوائم
| ميزة | ترميز واحد ساخن | ترميز التسمية | الترميز الترتيبي |
|---|---|---|---|
| التحويل العددي | نعم | نعم | نعم |
| العلاقة الترتيبية | لا | نعم | نعم |
| متناثرة | نعم | لا | لا |
وجهات نظر وتقنيات المستقبل المتعلقة بالتشفير الساخن
من المرجح أن يستمر التشفير الأحادي في التطور مع تطوير خوارزميات وتقنيات جديدة يمكنها التعامل مع الأبعاد العالية بكفاءة أكبر. قد تؤدي الابتكارات في تمثيل البيانات المتفرقة إلى تحسين طريقة التشفير هذه.
كيف يمكن استخدام الخوادم الوكيلة أو ربطها بتشفير One-Hot
على الرغم من أن التشفير السريع يرتبط بشكل أساسي بالمعالجة المسبقة للبيانات في التعلم الآلي، إلا أنه قد يكون له تطبيقات غير مباشرة في مجال الخوادم الوكيلة. على سبيل المثال، تصنيف أنواع مختلفة من وكلاء المستخدم أو أنواع الطلبات وترميزها للتحليلات وتطبيقات الأمان.
