{"id":15793,"date":"2020-04-18T14:56:41","date_gmt":"2020-04-18T13:56:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.datanovia.com\/en\/?p=15793"},"modified":"2020-04-18T15:35:05","modified_gmt":"2020-04-18T14:35:05","slug":"comment-normaliser-et-standardiser-les-donnees-dans-r-pour-une-visualisation-en-heatmap-magnifique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.datanovia.com\/en\/fr\/blog\/comment-normaliser-et-standardiser-les-donnees-dans-r-pour-une-visualisation-en-heatmap-magnifique\/","title":{"rendered":"Comment Normaliser et Standardiser les Donn\u00e9es dans R pour une Visualisation en Heatmap Magnifique"},"content":{"rendered":"<div id=\"rdoc\">\n<p><strong>Les m\u00e9thodes de normalisation des donn\u00e9es<\/strong> sont utilis\u00e9es pour que les variables, mesur\u00e9es \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles, aient des valeurs comparables. Cette \u00e9tape de pr\u00e9traitement est importante pour le regroupement et la visualisation des heatmap, l\u2019analyse en composantes principales et d\u2019autres algorithmes d\u2019apprentissage machine bas\u00e9s sur des mesures de distance.<\/p>\n<p>Cet article d\u00e9crit les approches suivantes en mati\u00e8re de normalisation et de standardisation des donn\u00e9es:<\/p>\n<ul>\n<li>Normalisation standard ou standardisation<\/li>\n<li>Normalisation entre 0 et 1 ou normalisation Min-Max<\/li>\n<li>Transformation en percentile<\/li>\n<\/ul>\n<p>Des codes seront fournis pour d\u00e9montrer comment standardiser, normaliser et percentiliser les donn\u00e9es dans R. Le package R <code>heatmaply<\/code> contient des fonctions d\u2019aide pour normaliser et visualiser les donn\u00e9es sous forme de heatmap interactive.<\/p>\n<p>Sommaire:<\/p>\n<div id=\"TOC\">\n<ul>\n<li><a href=\"#pr\u00e9requis\">Pr\u00e9requis<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#heatmap-des-donn\u00e9es-brutes\">Heatmap des donn\u00e9es brutes<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#normalisation-standard\">Normalisation standard<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#normalisation\">Normalisation<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#transformation-en-percentile\">Transformation en percentile<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#r\u00e9f\u00e9rences\">R\u00e9f\u00e9rences<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<div id=\"pr\u00e9requis\" class=\"section level2\">\n<h2>Pr\u00e9requis<\/h2>\n<p>Le package R <code>heatmaply<\/code> sera utilis\u00e9 pour visualiser interactivement les donn\u00e9es avant et apr\u00e8s la transformation.<\/p>\n<p>Installez les packages en utilisant <code>install.packages(\"heatmaply\")<\/code>, puis chargez-le comme suit:<\/p>\n<pre class=\"r\"><code>library(heatmaply)<\/code><\/pre>\n<\/div>\n<div id=\"heatmap-des-donn\u00e9es-brutes\" class=\"section level2\">\n<h2>Heatmap des donn\u00e9es brutes<\/h2>\n<pre class=\"r\"><code>heatmaply(\r\n  mtcars, \r\n  xlab = \"Features\",\r\n  ylab = \"Cars\", \r\n  main = \"Raw data\"\r\n)<\/code><\/pre>\n<p><iframe width=\"95%\" height=\"600\" src=\"https:\/\/www.datanovia.com\/en\/wp-content\/uploads\/dn-tutorials\/r-tutorial\/figures\/data-normalization-in-r-for-heatmap-visualization-interactive-heatmap-raw-data.html\" frameborder=\"2\"><br \/>\n<\/iframe><\/p>\n<\/div>\n<div id=\"normalisation-standard\" class=\"section level2\">\n<h2>Normalisation standard<\/h2>\n<p><strong>La normalisation standard<\/strong>, \u00e9galement appel\u00e9e standardisation ou normalisation z-score, consiste \u00e0 soustraire la moyenne et \u00e0 la diviser par l\u2019\u00e9cart type. Dans ce cas, chaque valeur refl\u00e9terait la distance par rapport \u00e0 la moyenne en unit\u00e9s d\u2019\u00e9cart-type.<\/p>\n<p>Si nous supposons que toutes les variables proviennent d\u2019une distribution normale, la normalisation z-score les rapprocherait toutes de la distribution normale standard. La distribution r\u00e9sultante a une moyenne de 0 et un \u00e9cart-type de 1.<\/p>\n<p><strong>Formule de la normalisation standard<\/strong>:<\/p>\n<p><span class=\"math display\">\\[Transformed.Values = \\frac{Values - Mean}{Standard.Deviation}\\]<\/span><\/p>\n<p>Une alternative \u00e0 la standardisation z-score est la <strong>normalisation de moyenne<\/strong>, dont la distribution r\u00e9sultante sera entre -1 et 1 avec une moyenne = 0.<\/p>\n<p><strong>Formule de la normalisation de moyenne<\/strong>:<\/p>\n<p><span class=\"math display\">\\[Transformed.Values = \\frac{Values - Mean}{Maximum - Minimum}\\]<\/span><\/p>\n<div class=\"success\">\n<p>La normalisation z-core et la normalisation de moyenne peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour les algorithmes qui supposent des donn\u00e9es centr\u00e9es sur le z\u00e9ro, comme l\u2019analyse en composantes principales (ACP).<\/p>\n<\/div>\n<p>Le code R suivant normalise le jeu de donn\u00e9es <code>mtcars<\/code> et cr\u00e9e une heatmap:<\/p>\n<pre class=\"r\"><code>heatmaply(\r\n  scale(mtcars), \r\n  xlab = \"Features\",\r\n  ylab = \"Cars\", \r\n  main = \"Data Scaling\"\r\n)<\/code><\/pre>\n<p><iframe width=\"95%\" height=\"600\" src=\"https:\/\/www.datanovia.com\/en\/wp-content\/uploads\/dn-tutorials\/r-tutorial\/figures\/data-normalization-in-r-for-heatmap-visualization-interactive-heatmap-scaling.html\" frameborder=\"2\"><br \/>\n<\/iframe><\/p>\n<\/div>\n<div id=\"normalisation\" class=\"section level2\">\n<h2>Normalisation<\/h2>\n<p>Lorsque les variables des donn\u00e9es proviennent de distributions \u00e9ventuellement diff\u00e9rentes (et non normales), d\u2019autres transformations peuvent \u00eatre n\u00e9cessaires. Une autre possibilit\u00e9 consiste \u00e0 normaliser les variables pour amener les donn\u00e9es sur l\u2019\u00e9chelle de 0 \u00e0 1 en soustrayant le minimum et en divisant par le maximum de toutes les observations.<\/p>\n<p>Cela pr\u00e9serve la forme de la distribution de chaque variable tout en les rendant facilement comparables sur la m\u00eame \u201c\u00e9chelle\u201d.<\/p>\n<p><strong>Formulation pour normaliser les donn\u00e9es entre 0 et 1<\/strong> :<\/p>\n<p><span class=\"math display\">\\[Transformed.Values = \\frac{Values - Minimum}{Maximum - Minimum}\\]<\/span><\/p>\n<p><strong>Formule permettant de redimensionner les donn\u00e9es entre un ensemble de valeurs arbitraires [a, b]<\/strong>:<\/p>\n<p><span class=\"math display\">\\[<br \/>\nTransformed.Values = a + \\frac{(Values - Minimum)(b-a)}{Maximum - Minimum}<br \/>\n\\]<\/span><\/p>\n<p>o\u00f9 \u201ca,b\u201d sont les valeurs min-max.<\/p>\n<p><strong>Normaliser les donn\u00e9es dans R<\/strong>. L\u2019utilisation de la fonction de normalisation Min-Max sur les donn\u00e9es de <code>mtcars<\/code> r\u00e9v\u00e8le facilement des colonnes avec seulement deux (<code>am<\/code>, <code>vs<\/code>) ou trois (<code>gear<\/code>, <code>cyl<\/code>) variables par rapport aux variables qui ont une plus grande r\u00e9solution des valeurs possibles:<\/p>\n<pre class=\"r\"><code>heatmaply(\r\n  normalize(mtcars),\r\n  xlab = \"Features\",\r\n  ylab = \"Cars\", \r\n  main = \"Data Normalisation\"\r\n)<\/code><\/pre>\n<p><iframe width=\"95%\" height=\"600\" src=\"https:\/\/www.datanovia.com\/en\/wp-content\/uploads\/dn-tutorials\/r-tutorial\/figures\/data-normalization-in-r-for-heatmap-visualization-interactive-heatmap-normalization.html\" frameborder=\"2\"><br \/>\n<\/iframe><\/p>\n<\/div>\n<div id=\"transformation-en-percentile\" class=\"section level2\">\n<h2>Transformation en percentile<\/h2>\n<p>Une alternative \u00e0 la fonction <code>normaliser<\/code> est la fonction <code>percentile<\/code>. Cette m\u00e9thode est similaire au classement des variables, mais au lieu de conserver les valeurs de classement, il faut les diviser par le rang maximal. Pour ce faire, on utilise <code>l'ecdf<\/code> des variables sur leurs propres valeurs, en amenant chaque valeur \u00e0 son percentile empirique. L\u2019avantage de la fonction de percentile est que chaque valeur a une interpr\u00e9tation relativement claire, c\u2019est le pourcentage d\u2019observations avec cette valeur ou en dessous de celle-ci.<\/p>\n<pre class=\"r\"><code>heatmaply(\r\n  percentize(mtcars),\r\n  xlab = \"Features\",\r\n  ylab = \"Cars\", \r\n  main = \"Percentile Transformation\"\r\n)<\/code><\/pre>\n<p><iframe width=\"95%\" height=\"600\" src=\"https:\/\/www.datanovia.com\/en\/wp-content\/uploads\/dn-tutorials\/r-tutorial\/figures\/data-normalization-in-r-for-heatmap-visualization-interactive-heatmap-percentile-transformation.html\" frameborder=\"2\"><br \/>\n<\/iframe><\/p>\n<div class=\"warning\">\n<p>Notez que pour les variables binaires (0 et 1), la transformation du percentile transformera toutes les valeurs 0 en leur proportion et toutes les valeurs 1 resteront 1. Cela signifie que la transformation n\u2019est pas sym\u00e9trique pour 0 et 1. Par cons\u00e9quent, en cas de normalisation pour le regroupement, il peut \u00eatre pr\u00e9f\u00e9rable d\u2019utiliser le rang pour traiter les doublons (si aucun doublon n\u2019est pr\u00e9sent, le percentile aura une performance similaire au rang).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div id=\"r\u00e9f\u00e9rences\" class=\"section level2\">\n<h2>R\u00e9f\u00e9rences<\/h2>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/cran.r-project.org\/web\/packages\/heatmaply\/vignettes\/heatmaply.html\">Introduction \u00e0 heatmaply<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<p><!--end rdoc--><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Les m\u00e9thodes de normalisation des donn\u00e9es sont utilis\u00e9es pour que les variables, mesur\u00e9es \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles, aient des valeurs comparables. 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