PCA主成分分析學習筆記

2021-07-31 22:27:55 字數 1090 閱讀 1395

dl書上這一節公式很多,相關的符號有點不習慣,借鑑相關部落格(主要是協方差計算和pca具體原理和python實現部分的講解)希望研究例項能更好幫助大家理解公式和計算過程的具體意義:

基礎知識回顧:

首先是會看到一些熟悉的公式——

均值:方差:

以下假設我們有二維資料(借用網上常用的資料好驗證結果正確性):

第一步:

計算x,y的均值,此處計算可得x的均值=1.81,y均值等於1.91

第二步:

將矩陣中所有元素減去自己對應均值,x列所有元素-1.81,y列-1.91,得到

然後將c的轉置矩陣左乘以c得到(其實就是計算平方和)

除以(樣本總數-1)=9

得到所求的協方差矩陣如下(也有公式為直接除以樣本數總和,此處為10)

由此可知資料協方差矩陣的計算公式為

協方差(i,j)=(第i列所有元素-第i列均值)*(第j列所有元素-第j列均值)/(樣本數-1)

第三步:

求出協方差矩陣的特徵值和特徵向量(可使用matlab或者python快速計算)

特徵值分別為0.0490834和1.28402771(選擇後者因為特徵值更大)

特徵向量有以下兩個

第四步:

將特徵值按照從大到小的順序排序,選擇其中最大的k個,此處選擇1個,然後將其對應的k個特徵向量分別作為列向量(注意此處是選擇右邊兩列,而不是橫向的第二行,所以是-0.6778734)組成特徵向量矩陣此處為(-0.6778734,-0.73517866)t

第五步:

最終降維結果是資料減去均值後的矩陣乘以特徵向量組成的矩陣,在本例中就是將第二步得到的c矩陣乘以特徵向量(-0.6778734,-0.73517866)t

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