发布网友 发布时间:2022-04-22 04:23
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热心网友 时间:2023-01-28 08:11
主成分分析(英语:Principal components analysis,PCA)是一种统计分析、简化数据集的方法。
它利用正交变换来对一系列可能相关的变量的观测值进行线性变换,从而投影为一系列线性不相关变量的值,这些不相关变量称为主成分(Principal Components)。具体地,主成分可以看做一个线性方程,其包含一系列线性系数来指示投影方向。PCA对原始数据的正则化或预处理敏感(相对缩放)。
1、将坐标轴中心移到数据的中心,然后旋转坐标轴,使得数据在C1轴上的方差最大,即全部n个数据个体在该方向上的投影最为分散。意味着更多的信息被保留下来。C1成为第一主成分。
2、C2第二主成分:找一个C2,使得C2与C1的协方差(相关系数)为0,以免与C1信息重叠,并且使数据在该方向的方差尽量最大。
3、以此类推,找到第三主成分,第四主成分……第p个主成分。p个随机变量可以有p个主成分。
主成分分析经常用于减少数据集的维数,同时保留数据集当中对方差贡献最大的特征。这是通过保留低维主成分,忽略高维主成分做到的。这样低维成分往往能够保留住数据的最重要部分。但是,这也不是一定的,要视具体应用而定。由于主成分分析依赖所给数据,所以数据的准确性对分析结果影响很大。
使用统计方法计算PCA
以下是使用统计方法计算PCA的详细说明。但是请注意,如果利用奇异值分解(使用标准的软件)效果会更好。
我们的目标是把一个给定的具有 M 维的数据集X 变换成具有较小维度 L的数据集Y。现在要求的就是矩阵Y,Y是矩阵X Karhunen–Loève变换。