PCA演算法筆記

2021-08-31 02:07:51 字數 1388 閱讀 4979

(此博文只是自己的學習筆記,不具參考價值)

pca演算法將高維特徵轉換成低維特徵(非線性相關),同時減小計算量。

將原始資料按列組成m

mm行n

nn列矩陣x

xx(m

mm個屬性,n

nn個樣本)

將x

xx的每一行(代表乙個屬性字段)進行零均值化,即減去這一行的均值,得到x′x'

x′求出協方差矩陣c

cc(計算方法見下文)

求出協方差矩陣c

cc的特徵值及對應的特徵向量

將特徵向量按對應特徵值大小從上到下按行排列成矩陣,取前k

kk行組成矩陣pppy

=p×x

y = p\times x

y=p×

x即為降維後的資料(k

kk個屬性,m

mm個樣本)

([k, n] = [k, m] ×

\times

× [m, n])

關於協方差

協方差的定義:

協方差表示的是兩個變數總體誤差的期望,如果兩個變數的變化趨勢一致,也就是說如果其中乙個大於自身的期望值時另外乙個也大於自身的期望值,那麼兩個變數之間的協方差就是正值。反之。

協方差計算公式:

c ov

(x,y

)=e[

(x−e

(x))

(y−e

(y))

]cov(x, y) = e[(x-e(x))(y-e(y))]

cov(x,

y)=e

[(x−

e(x)

)(y−

e(y)

)]協方差矩陣:

c =1

/m×x

′x′t

c = 1 / m \times x' x'^

c=1/m×

x′x′

t(計算每個屬性與其他屬性的協方差,最後除以樣本個數m

mm)。可以看到,協方差矩陣是沿對角線對稱的。

關於特徵值

假設現在求解矩陣a

aa的特徵值λ

\lambda

λ:∣ a−

λe∣=

0|a - \lambda e| = 0

∣a−λe∣

=0,求出特徵值λ

t\lambda_t

λt​後,將x代入之前矩陣,用高斯消元法求出它對應的特徵向量[x

1x_1

x1​, x

2x_2

x2​, x

3x_3

x3​, …, x

mx_m

xm​]。

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