西数 网站建设,wordpress制作分销网站,做网站导航能赚钱吗,做网站找我PCA的用处#xff1a;找出反应数据中最大变差的投影#xff08;就是拉的最开#xff09;。
在减少需要分析的指标同时#xff0c;尽量减少原指标包含信息的损失#xff0c;以达到对所收集数据进行全面分析的目的 但是什么时候信息保留的最多呢#xff1f;具体一点#…PCA的用处找出反应数据中最大变差的投影就是拉的最开。
在减少需要分析的指标同时尽量减少原指标包含信息的损失以达到对所收集数据进行全面分析的目的 但是什么时候信息保留的最多呢具体一点 首先去中心化把坐标原点放到数据中心如上图所示
然后找坐标系找到方差最大的方向
问题是怎么找到方差最大的方向呢
一.引子
1.使用矩阵可以进行数据的线性变换数据的拉伸 2.使用矩阵可以进行数据的线性变换数据的旋转 3.结合起来两种操作
拉伸决定了方差最大的方向是横或者纵
旋转决定了方差最大的方向的角度 怎么求R
协方差矩阵的特征向量就是R 二.数学原理 三.PCA流程图 PCA与SVD的联系 四.例子 五.代码
# -*- coding: utf-8 -*-Created on Tue Oct 13 11:12:24 2020author: pc① 对原数据集零均值化。代码是meanRemoved dataMat - mean(dataMat,axis0)② 求出均值化X的协方差矩阵公式是Cov(X)\frac{1}{m-1}X^{T}X代码是covMat cov(meanRemoved,rowvar0)③ 求这个协方差矩阵的特征值特征向量代码是eigVals, eigVects linalg.eig(mat(covMat))④ 把这些特征值按从大到小排列返回特征值的下标代码是eigValInd argsort(-eigVals)⑤ 选出前topNfeat个特征值返回这些选中的特征值的下标并根据下标从特征向量矩阵eigVects中取出这些选中的特征向量组成矩阵P这就是我们要找的变换矩阵P代码是redEigVects eigVects[:,eigValInd[:topNfeat] ]⑥ 返回降维后的数据公式是YX•P代码是lowDDataMat meanRemoved * redEigVects⑦ 原数据映射到新的空间中。公式是X^{}Y\cdot P^{T}mean代码是reconMat (lowDDataMat * redEigVects.T) meanValues
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as pltdef pca(dataMat, topNfeat 999999):meanValues np.mean(dataMat,axis0) # 竖着求平均值数据格式是m×nmeanRemoved dataMat - meanValues # 0均值化 m×n维covMat np.cov(meanRemoved,rowvar0) # 每一列作为一个独立变量求协方差 n×n维eigVals, eigVects np.linalg.eig(np.mat(covMat)) # 求特征值和特征向量 eigVects是n×n维eigValInd np.argsort(-eigVals) # 特征值由大到小排序eigValInd十个arrary数组 1×n维eigValInd eigValInd[:topNfeat] # 选取前topNfeat个特征值的序号 1×r维print(eigValInd)redEigVects eigVects[:,eigValInd] # 把符合条件的几列特征筛选出来组成P n×r维lowDDataMat meanRemoved * redEigVects # 矩阵点乘筛选的特征向量矩阵 m×r维 公式YX*PreconMat (lowDDataMat * redEigVects.T) meanValues # 转换新空间的数据 m×n维return lowDDataMat, reconMatdef drawPoints(dataset1,dataset2): # 画图dataset1是没降维的数据dataset2是数据映射到新空间的数据fig plt.figure()ax1 fig.add_subplot(211)ax2 fig.add_subplot(212)ax1.scatter(dataset1[:,0],dataset1[:,1],markers,s5,colorred)dataset2 np.array(dataset2)ax2.scatter(dataset2[:,0],dataset2[:,1],s5,colorblue)plt.show()if __name__ __main__:dataSetList []fr open(pca_data_set1.txt)for row in fr.readlines():cur_line row.strip().split(\t)proce_line list(map(float,cur_line))dataSetList.append(proce_line)dataSetList np.array(dataSetList)data dataSetListproccess_data, reconMat pca(data,topNfeat 1)drawPoints(data,reconMat)
