FeatureErzeugung

FeatureErzeugung ist der Prozess der Generierung informativer Merkmale (Features) aus Rohdaten, um die Leistungsfähigkeit prädiktiver Modelle zu erhöhen. Ziel ist es, Informationen so aufzubereiten, dass Muster und Zusammenhänge leichter erkannt werden können. Die Praxis verbindet Domänenwissen, Datenaufbereitung und Statistik und kommt in Bereichen wie maschinellem Lernen, Data Mining und Analytics zum Einsatz.

Typische Ansätze umfassen die Extraktion zeitbezogener Merkmale aus Zeitreihendaten (z. B. Tag der Woche, Monat, Feiertage), die Kodierung kategorialer Variablen (One-Hot, Target Encoding), Transformationen numerischer Merkmale (Normalisierung, Standardisierung, Log- oder Box-Cox-Transformation) sowie die Bildung von Interaktionen und Aggregationen (Verhältnisse, Mittelwerte über Gruppen). In Textdaten ergeben sich Merkmale durch Vektorisierung (TF-IDF). In Bildern und Sprachanwendungen erfolgt oft Merkmalsextraktion über vortrainierte Modelle oder spezialisierte Deskriptoren; in Zeitreihen unterstützt man Features durch Lag-Features und gleitende Durchschnitte. Automatisierte Tools können zusätzlich neue Features generieren, indem sie Muster in den Daten systematisch kombinieren.

Der Prozess umfasst Probleminterpretation, Datenexploration, Feature-Design, Transformation, Validierung und Integration in den Modell-Workflow. Wichtige Grundsätze sind das Vermeiden von Datenleckagen, das getrennte Trainieren von Validierungsdaten sowie das Monitoring von Feature-Drift. Die Wahl zwischen manueller Feature-Erzeugung und automatisierten Ansätzen hängt von Daten, Domäne und Zielen ab.

Technisch unterstützen Bibliotheken wie pandas und scikit-learn, Pipelines, ColumnTransformer, sowie automatisierte Tools wie FeatureTools und Feature Stores (z. B. Feast) die Praxis. Herausforderungen umfassen hohe Dimensionalität, Overfitting, Bias durch Datenauswahl, Interpretierbarkeit und der Bedarf an Domänenwissen. Gute Features verbessern oft Modelle deutlich, erfordern aber iteratives Vorgehen und sorgfältige Validierung.