平时在处理数据时,我们常常会对原始数据取对数进行进一步的处理。这样做的原因在于对数函数在其定义域内是单调增函数,取对数后不会改变数据的相对关系。取对数的作用主要有以下几点:
1. 缩小数据的绝对数值,方便计算。例如,当数据项的值非常大时,直接进行计算可能会超过常用数据类型的取值范围。取对数可以将数值缩小,如TF-IDF计算时的应用场景,大规模语料库中的词频数字非常大。
2. 取对数可以将乘法计算转换为加法计算,简化运算过程。
3. 在某些情况下,数据不同区间的差异带来的影响不同。以中文分词的mmseg算法为例,计算语素自由度时取对数处理。这是因为,在某些场景中,对数值小的部分差异的敏感程度比数值大的部分的差异敏感程度更高。比如购买家电和购买汽车时,价格相差几百元对决策的影响程度是不同的。
4. 取对数后不会改变数据的性质和相关关系,但能压缩变量的尺度。例如,比值800/200=4与对数比值log800/log200=1.2616相比,数据更加平稳,同时也有助于消弱模型的共线性、异方差性等问题。
5. 取对数处理的数据有助于消除异方差问题。
6. 在经济学领域,常取自然对数后进行回归。这时的回归方程为lnY=a lnX+b。对方程两边对X求导,得到的结果正好是弹性的定义。
需要注意的是,如果数据集中存在负数,则不能对其进行取对数处理。在实际应用中,更适合对水平量进行对数转换,而非比例数据,比如变化率等。