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降维方法(一):PCA原理

PCA(Principal Component Analysis)是一种常用的数据分析方法。...PCA通过线性变换将原始数据变换为一组各维度线性无关的表示,可用于提取数据的主要特征分量,常用于高维数据的降维。...为例,我们用PCA方法将这组二维数据其降到一维。 因为这个矩阵的每行已经是零均值,这里我们直接求协方差矩阵: ? 然后求其特征值和特征向量,具体求解方法不再详述,可以参考相关资料。...可以验证协方差矩阵C的对角化: ? 最后我们用P的第一行乘以数据矩阵,就得到了降维后的表示: ? 降维投影结果如下图: ?...SVM的“核”武器 19. GBDT算法(详细版) 20. 基于SURF算法相似图像相对位置的寻找 21. 降维方法(一):PCA原理 免责声明:本文系网络转载。版权归原作者所有。

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降维PCA

如有一组数组数据m个n维列向量Anxm 想要降维,随意丢弃数据显然不可取,降维可以降低程序计算复杂度,代价是丢弃了原始数据一些信息,那么降维的同时,又保留数据最多信息呢。...举个例子矩阵A 五个二维点降到一维,不论投影到x轴还是y轴,都有点重合。...使用上面方法操作一遍 求特征值 解得 得到特征向量 标准化特征向量 矩阵P 验证 对矩阵A做变换到一维 PCA方法的缺点 PCA作为经典方法在模式识别领域已经有了广泛的应用...,但是也存在不可避免的缺点,总结如下: (1) PCA是一个线性降维方法,对于非线性问题,PCA则无法发挥其作用; (2) PCA需要选择主元个数,但是没有一个很好的界定准则来确定最佳主元个数;...(3) 多数情况下,难以解释PCA所保持的主元分量的意义; (4) PCA将所有的样本作为一个整体对待,去寻找一个均方误差最小意义下的最优线性映射,而忽略了类别属性,而它所忽略的投影方向有可能刚好包含了重要的可分类信息

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    PCA降维实例

    PCA的形象说明导入数据PCA后可视化建立模型性能评测 特征降维有两个目的:其一,我们会经常在实际项目中遭遇特征维度非常之高的训练样本,而往往又无法借助自己的领域知识人工构建有效特征;其二,在数据表现方面...因此,特征降维不仅重构了有效的低维度特征向量,同时也为数据展现提供了可能。...在特征降维的方法中,主成分分析(PrincipalComponentAnalysis)是最为经典和实用的特征降维技术,特别在辅助图像识别方面有突出的表现。...np.linalg.matrix_rank(M, tol= None) 1 导入数据 将用到“手写体数字图像”全集数据,从PCA展示数据的角度出发,为大家显示经过PCA处理之后,这些数字图像映射在二维空间的分布情况...---- 降维/压缩问题则是选取数据具有代表性的特征,在保持数据多样性的基础上,规避掉大量的特征冗余和噪声,不过这个过程也很有可能会损失一些有用的模式信息。

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    PCA降维推导

    Principal Component Analysis (PCA) 主成分分析,是多变量分析中最老的技术之一,PCA来源于通信中的K-L变换。...1901年由Pearson第一次提出主成分分析的主要方法,直到1963年Karhunan Loeve对该问题的归纳经历了多次的修改。...可以证明,PCA是丢失原始数据信息最少的一种线性降维方式 。...(实际上就是最接近原始数据,但是PCA并不试图去探索数据内在结构) 在数学领域我们使用SVD去解决主成分分析 (PCA) 的问题 PCA的问题其实是一个基的变换,使得变换后的数据有着最大的方差。...向量空间的基是它的一个特殊的子集。 下面是二维空间的基的一般表示 ? 在PCA降维中,我们需要进行空间坐标的变换也就是基变换,下面来看一个例子 ?

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    特征匹配PCA降维

    /213/ (以下如有错误,欢迎指出~~) 前言   网上一堆狂吹PCA和讲原理的,可就是不讲怎么用。   ...给了代码的,拿过来用效果贼差,毕竟那些只是为了画图的代码而已。。。 上代码   真正使用,分3步即可: 1、数据预处理(非常重要!!!)...from sklearn.decomposition import PCA pca = PCA(n_components=32, whiten=True).fit(des_query_new) des_query_pca...这里具体fit内容怎么设置,我还没整明白,随大流填个query的吧。。。 运行结果   这时候再去做匹配,发现维度下降,有效果且精度甚至会上升。(图就不画了,懒。。。)...注意:这里只是粗匹配上升了啊,它很可能有很多的误匹配的!!! 后言 其他还有umap可以玩玩。

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    利用PCA来降维

    在机器学习中经常会碰到一些高维的数据集,而在高维数据情形下会出现数据样本稀疏,距离计算等困难,这类问题是所有机器学习方法共同面临的严重问题,称之为“ 维度灾难 ”。...另外在高维特征中容易出现特征之间的线性相关,这也就意味着有的特征是冗余存在的。基于这些问题,降维思想就出现了。...常见的降维算法有: 主成分分析(Principle Component Analysis, PCA)。在PCA中,数据从原来的坐标系转换到了新坐标系,新坐标系的选择是由数据本身决定的。...同因子分析一样,如果数据源的数目少于观察数据的数目,则可以实现降维过程。 在上述3种降维算法中,PCA 的应用最为广泛。...示例代码基于如下的数据集来展示PCA算法: ?

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    PCA在图像降维的应用

    (自动编码器优化之主成分分析)从实例和数学背景的引导下详细的介绍了PCA的原理以及定义,并以旋转数据的角度论述其数据降维的实质,如何从降维之后的数据还原近似原始数据,以及如何选择主成分的个数。...本篇文章将以简单的篇幅简单的介绍一下PCA在图像处理过程中的使用---降维。...具体而言,为使PCA算法正常工作,我们通常需要满足以下要求: (1)特征的均值大致为0; (2)不同特征的方差值彼此相似。...实际上,PCA算法对输入数据具有缩放不变性,无论输入数据的值被如何放大(或缩小),返回的特征向量都不改变。...更正式的说:如果将每个特征向量 x 都乘以某个正数(即所有特征量被放大或缩小相同的倍数),PCA的输出特征向量都将不会发生变化。

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    降维方法 PCA、t-sne、Umap 的 python 实现

    本文介绍三种常用降维方法 PCA、t-sne、Umap 的 Python 实现。 数据集 提取游戏音频 5.7W 段,提取声音指纹特征,放在 fea.json 文件中用于测试。...PCA 主成分分析方法(Principal Component Analysis,PCA)是一种使用最广泛的数据降维算法。...PCA的主要思想是将n维特征映射到k维上,这k维是全新的正交特征也被称为主成分,是在原有n维特征的基础上重新构造出来的k维特征。...与其他降维算法(如PCA)相比,t-SNE创建了一个缩小的特征空间,相似的样本由附近的点建模,不相似的样本由高概率的远点建模。...一致的流形近似和投影(UMAP)是一种降维技术,类似于t-SNE,可用于可视化,但也可用于一般的非线性降维。

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    特征工程(五): PCA 降维

    我们前面讨论了基于频率的滤波和特征缩放修剪无信息的特征。现在我们来仔细讨论一下使用主成分分析(PCA)进行数据降维。 本章标志着进入基于模型的特征工程技术。...另一方面,基于模型的技术则需要来自数据的信息。例如,PCA 是围绕数据的主轴定义的。 在之前的技术中,数据,功能和模型之间从来没有明确的界限。从这一点前进,差异变得越来越模糊。...这正是目前关于特征学习研究的兴奋之处。 降维是关于摆脱“无信息的信息”的同时保留关键点。有很多方法可以定义“无信息”。PCA 侧重于线性依赖的概念。...在 MNIST 数据集上,有一些观察到使用来自 PCA 的降维数据导致不太准确分类模型。在这些情况下,使用 PCA 有好处和坏处。 PCA 最酷的应用之一是时间序列的异常检测。...这里的建模假设是方差充分代表了包含在数据中的信息。等价地,该模型寻找线性特征之间的相关性。这在几个应用程序中用于减少相关性或在输入中找到共同因素。PCA 是一种众所周知的降维方法。

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    单细胞PCA降维结果理解

    ()以及数据缩放:ScaleData()三个分析步骤 今天一起来学习了解一下——PCA降维:RunPCA() PCA降维原理 PCA(Principal Component Analysis),即主成分分析方法...,是一种使用最广泛的数据降维算法。...通过PCA降维,可以将高维数据转换为低维表示,从而减少数据的维度,去除冗余信息,并保留数据中最重要的特征。这有助于可视化和理解数据,同时可以提高后续分析的效率和准确性。...单细胞PCA降维 在单细胞下游分析中,在对数据进行标准化和缩放之后,我们会对数据进行PCA线性降维,用到的函数是RunPCA() pbmc <- RunPCA(pbmc, features = VariableFeatures...(object = pbmc)) PCA结果理解 运行完PCA降维之后,可以查看一下PCA的结果 结果中有基于细胞(cell.embeddings)以及基于基因(feature.loadings)的两个数据矩阵

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    Kernel PCA for nonlinear dimensionality reduction核心PCA非线性降维

    多数统计学技术都是自然线性的,所以如果想要处理非线性情况,我们需要应用一些变换,PCA当然是线性变换,以下,我们将先应用非线性变换,然后再应用PCA进行降维。...如果数据都是能够线性分割的,生活将是多轻松啊,但是不幸的是他不是,核心PCA能帮忙绕过这个问题,数据将首先经过能够将数据转换成另一种形式的核函数,然后PCA开始崭露头角。...cos核模型的核心PCA提前讨论。..., the dataset looks like the following: 通过核心PCA后一维形象化,数据集将看起来是一下的样子: image.png Contrast this with PCA...to create separability, but they can also cause overfitting if used without care.一点忠告,核方法很擅长分离,但是要注意因为不注意的使用它而引起的过拟合

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    抓住主要信息,线性降维的技术——PCA

    好在,数据科学是有些处理维度过大的方法的,一般来说,降维的手段有两种,一种是特征筛选,通过统计分析里的方法(如方差阈值化、卡方检验、方差分析、T检验等)从众多的特征里选择其中的一些拿来使用,其他特征丢掉...;另外一种降维技术是通过转换的方式,不是纯粹的挑选,是通过转换的技术得到新的特征,理解起来往往没那么容易,降维的技术也有很多,如LDA、PCA,本文会介绍PCA,即主成分分析。...我们带着这两个问题去看看PCA是怎么实现数据降维的。...(图1) 图1我们可以看到数据有斜向上的趋势,这放在散点图里可以解释说明两个变量x1和y1之间有线性关系(即两个维度是有相关性的,满足PCA的第一个条件),这是二维上的数据,现在降维(肯定是降到一维),...作为一个以线性代数为基础的线性降维技术,PCA除了是很多算法的基础外,也有很多的场景应用。

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    机器学习系列:(七)用PCA降维

    用PCA降维 本章我们将介绍一种降维方法,PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)。降维致力于解决三类问题。第一,降维可以缓解维度灾难问题。...新的低维数据集会经可能的保留原始数据的变量。 PCA将数据投射到一个低维子空间实现降维。例如,二维数据集降维就是把点投射成一条线,数据集的每个样本都可以用一个值表示,不需要两个值。...降维 让我们用PCA方法把下表二维数据降成一维: X1 X2 0.9 1 2.4 2.6 1.2 1.7 0.5 0.7 0.3 0.7 1.8 1.4 0.5 0.6 0.3 0.6 2.5 2.6...计算SVD超出本博客范围,不过用SVD找特征向量的方法与通过协方差矩阵解析方法类似,详细内容见线性代数教程。 用PCA实现高维数据可视化 二维或三维数据更容易通过可视化发现模式。...一个高维数据集是无法用图形表示的,但是我们可以通过降维方法把它降成二维或三维数据来可视化。

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    『 特征降维』PCA原理-Principal Component Analysis

    特征降维一般有两类方法:特征选择和特征抽取。特征选择即从高纬度的特征中选择其中的一个子集来作为新的特征;而特征抽取是指将高纬度的特征经过某个函数映射至低纬度作为新的特征。...常用的特征抽取方法就是PCA。 PCA(Principal Component Analysis)是一种常用的数据分析方法。...降维问题的优化目标:将一组N维向量降为K维(K大于0,小于N),其目标是选择K个单位(模为1)正交基,使得原始数据变换到这组基上后,各字段两两间协方差为0,而字段的方差则尽可能大(在正交的约束下,取最大的...按照特征值的从大到小,将特征向量从上到下排列,则用P的前K行组成的矩阵乘以原始数据矩阵X,就得到了我们需要的降维后的数据矩阵Y。...求出协方差矩阵 C = \frac{1}{m} XX^T 求出协方差矩阵的特征值及对应的特征向量 将特征向量按对应特征值大小从上到下按行排列成矩阵,取前k行组成矩阵P Y=PX即为降维到k维后的数据 思考

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