Data preprocessing is a crucial step in the machine learning process that transforms raw data into a more usable format for downstream ML models. However, it can be costly and time-consuming, often requiring the expertise of domain experts. Existing automated machine learning (AutoML) frameworks claim to automate data preprocessing. However, they often use a restricted search space of data preprocessing pipelines which limits the potential performance gains, and they are often too slow as they require training the ML model multiple times. In this paper, we propose DiffPrep, a method that can automatically and efficiently search for a data preprocessing pipeline for a given tabular dataset and a differentiable ML model such that the performance of the ML model is maximized. We formalize the problem of data preprocessing pipeline search as a bi-level optimization problem. To solve this problem efficiently, we transform and relax the discrete, non-differential search space into a continuous and differentiable one, which allows us to perform the pipeline search using gradient descent with training the ML model only once. Our experiments show that DiffPrep achieves the best test accuracy on 15 out of the 18 real-world datasets evaluated and improves the model's test accuracy by up to 6.6 percentage points.


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数据预处理(data preprocessing)是指在主要的处理以前对数据进行的一些处理。如对大部分地球物理面积性观测数据在进行转换或增强处理之前,首先将不规则分布的测网经过插值转换为规则网的处理,以利于计算机的运算。另外,对于一些剖面测量数据,如地震资料预处理有垂直叠加、重排、加道头、编辑、重新取样、多路编辑等。
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