協方差的定義
對於一般的分布,直接代入
e(x)之類的就能夠計算出來了,但真給你乙個詳細數值的分布,要計算協方差矩陣,依據這個公式來計算,還真不easy反應過來。網上值得參考的資料也不多,這裡用乙個樣例說明協方差矩陣是怎麼計算出來的吧。
記住,x、y
是乙個列向量,它表示了每種情況下每乙個樣本可能出現的數。比方給定
表示x軸可能出現的數,y表示
y軸可能出現的。注意這裡是關鍵,給定了
4個樣本,每乙個樣本都是二維的,所以僅僅可能有x和
y兩種維度。所以
用中文來描寫敘述,就是:
協方差(i,j)=(第i
列的全部元素-第
i列的均值)*(第
j列的全部元素-第
j列的均值)
這裡僅僅有
x,y兩列,所以得到的協方差矩陣是
2x2的矩陣,以下分別求出每個元素:
所以,依照定義,給定的
4個二維樣本的協方差矩陣為:
用matlab
計算這個樣例
z=[1,2;3,6;4,2;5,2]
cov(z)
ans =
2.9167 -0.3333
-0.3333 4.0000
能夠看出,
matlab
計算協方差過程中還將元素統一縮小了
3倍。所以,協方差的
matlab
計算公式為:
協方差
(i,j)=
(第
i列全部元素
-第
i列均值)
*(第
j列全部元素
-第
j列均值)
/(樣本數
-1)
以下在給出乙個4維
3樣本的例項,注意
4維樣本與符號
x,y就沒有關係了,
x,y表示兩維的,
4維就直接套用計算公式,不用
x,y那麼具有迷惑性的表達了。
)與matlab
計算驗證
z=[1 2 3 4;3 4 1 2;2 3 1 4]
cov(z)
ans =
1.0000 1.0000 -1.0000 -1.0000
1.0000 1.0000 -1.0000 -1.0000
-1.0000 -1.0000 1.3333 0.6667
-1.0000 -1.0000 0.6667 1.3333
可知該計算方法是正確的。我們還能夠看出,協方差矩陣都是方陣,它的維度與樣本維度有關(相等)。參考
2中還給出了計算協方差矩陣的原始碼,很簡潔易懂,在此感謝一下!
參考:
[1]
[2]
協方差 協方差矩陣
期望 離散型隨機變數的一切可能的取值xi與對應的概率pi xi 之積的和稱為該離散型隨機變數的數學期望 設級數絕對收斂 記為 e x 隨機變數最基本的數學特徵之一。它反映隨機變數平均取值的大小。又稱期望或均值。求法 設離散型隨機變數x的取值為 方差 方差是各個資料與平均數之差的平方的平均數。在概率論...
期望 方差 協方差 協方差矩陣
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詳解協方差與協方差矩陣
協方差的定義 對於一般的分布,直接代入 e x 之類的就可以計算出來了,但真給你乙個具體數值的分布,要計算協方差矩陣,根據這個公式來計算,還真不容易反應過來。網上值得參考的資料也不多,這裡用乙個例子說明協方差矩陣是怎麼計算出來的吧。記住,x y 是乙個列向量,它表示了每種情況下每個樣本可能出現的數。...