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一文读懂PCA分析 (原理、算法、解释和可视化)

这种投射方式会有很多,为了最大限度保留对原始数据的解释,一般会用最大方差理论或最小损失理论,使得第一主成分有着最大的方差或变异数 (就是说其能尽量多的解释原始数据的差异);随后的每一个主成分都与前面的主成分正交...简单的PCA实现 我们使用前面用到的数据data3来演示下如何用R函数实现PCA的计算,并与R中自带的prcomp做个比较。...#par(mfrow=c(1,1)) PCA结果解释 prcomp函数会返回主成分的标准差、特征向量和主成分构成的新矩阵。接下来,探索下不同主成分对数据差异的贡献和主成分与原始变量的关系。...指导选择主成分的数目: 选择的主成分足以解释的总方差大于80% (方差比例碎石图) 从前面的协方差矩阵可以看到,自动定标(scale)的变量的方差为1 (协方差矩阵对角线的值)。...待选择的主成分应该是那些方差大于1的主成分,即其解释的方差大于原始变量(特征值碎石图,方差大于1,特征值也会大于1,反之亦然)。

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R语言 主成分分析PCA(绘图+原理)

(2)特征值 (eigen value) 特征值与特征向量均为矩阵分解的结果。特征值表示标量部分,一般为某个主成分的方差,其相对比例可理解为方差解释度或贡献度 ;特征值从第一主成分会逐渐减小。...行上看,同一变量对不同PCs的loadings行平方和为1,表征不同PCs对某一变量方差的解释度。 (5)得分(score) 指主成分得分,矩阵与特征向量的积。· 2....PCA结果解释 下文引用chentong的内容 prcomp函数会返回主成分的标准差、特征向量和主成分构成的新矩阵。 不同主成分对数据差异的贡献和主成分与原始变量的关系。 1....选择的主成分足以解释的总方差大于80% (方差比例碎石图) 2. 从前面的协方差矩阵可以看到,自动定标(scale)的变量的方差为1 (协方差矩阵对角线的值)。...待选择的主成分应该是那些方差大于1的主成分,即其解释的方差大于原始变量(特征值碎石图,方差大于1,特征值也会大于1,反之亦然)。

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    R语言PCA分析_r语言可视化代码

    (2)特征值 (eigen value) 特征值与特征向量均为矩阵分解的结果。特征值表示标量部分,一般为某个主成分的方差,其相对比例可理解为方差解释度或贡献度 ;特征值从第一主成分会逐渐减小。...行上看,同一变量对不同PCs的loadings行平方和为1,表征不同PCs对某一变量方差的解释度。 (5)得分(score) 指主成分得分,矩阵与特征向量的积。· 2....PCA结果解释 下文引用chentong的内容 prcomp函数会返回主成分的标准差、特征向量和主成分构成的新矩阵。 不同主成分对数据差异的贡献和主成分与原始变量的关系。 1....选择的主成分足以解释的总方差大于80% (方差比例碎石图) 2. 从前面的协方差矩阵可以看到,自动定标(scale)的变量的方差为1 (协方差矩阵对角线的值)。...待选择的主成分应该是那些方差大于1的主成分,即其解释的方差大于原始变量(特征值碎石图,方差大于1,特征值也会大于1,反之亦然)。

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    PCA做图最佳搭档-ggbiplot

    坐标轴PC1/2的数值为总体差异的解释率; 图中点代表样品,颜色代表分组,图例在顶部有三组; 椭圆代表分组按默认68%的置信区间加的核心区域,便于观察组间是否分开; 箭头代表原始变量,其中方向代表原始变量与主成分的相关性...,长度代表原始数据对主成分的贡献度。...在空间上,PCA可以理解为把原始数据投射到一个新的坐标系统,第一主成分为第一坐标轴,它的含义代表了原始数据中多个变量经过某种变换得到的新变量的变化区间;第二成分为第二坐标轴,代表了原始数据中多个变量经过某种变换得到的第二个新变量的变化区间...为了最大限度保留对原始数据的解释,一般会用最大方差理论或最小损失理论,使得第一主成分有着最大的方差或变异数 (就是说其能尽量多的解释原始数据的差异);随后的每一个主成分都与前面的主成分正交,且有着仅次于前一主成分的最大方差...(正交简单的理解就是两个主成分空间夹角为90°,两者之间无线性关联,从而完成去冗余操作) ?

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    R可视乎|主成分分析结果可视化

    简介 主成分分析法是很常用的一种数据降维方法[1]。该方法可以减少数据的维数,并保持对方差贡献最大的特征,相当于保留低阶主成分,忽略高阶主成分。...关于主成分的理论介绍和R语言代码实现可见前段时间赵西西写的推文:主成分分析。但是后面留了一个小尾巴,如果想对主成分结果进行可视化,那得怎么实现?有没有简便的方法呢?...方法一 使用ggbiplot包[2]中的ggbiplot()函数,该函数 使用ggplot2对主成分进行可视化。...内部参数过多,就不做详细解释。如果对内部参数有兴趣可以通过帮助文档进行查询(?ggbiplot)。 这里使用鸢尾花数据,给出一个简单的例子。大家可以将自己的数据进行导入(如何导入?...该压缩包已经处理成tar.gz放到公众号内了,如有需要,后台回复[ggbiplot]即可获得)。 使用prcomp()进行主成分分析,然后将结果保存到res.pca变量中。

    1.8K30

    主成分分析(PCA)在R 及 Python中的实战指南

    为了操作上的理解,我也演示了在R使用这个技术并带有解释。 注意: 要理解本文的内容,需要有统计学的知识。 什么是主成分分析?...在第一主成分中,捕捉到的变异性越大,成分捕捉到的信息就越多。没有比第一主成分有更高变异性的成分。 第一主成分形成一条最接近数据的直线,也就是说,它把数据点和该直线之间的距离平方和最小化了。...因此,如果用来说明的方差越大,那么这些成分包含的信息也就越多。 为计算被每个主成分解释的方差的占比,我们简单地将该方差除以方差总和。...因为,来自训练和测试的主成分的组合向量将有不同的方向(方差不同的缘故)。由于这个原因,我们最终会比较在落在不同轴上的数据。这样,来自训练和测试数据的结果向量应该有相同的轴。...和上文提到的对R用户的解释是一样的。当然,用Python的结果是用R后派生出来的。Python中所用的数据集是清洗后的版本,缺失值已经被补上,分类变量被转换成数值型。

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    【视频】主成分分析PCA降维方法和R语言分析葡萄酒可视化实例|数据分享

    在本文中,我们将讨论如何通过使用 R编程语言使用主成分分析来减少数据维度分析葡萄酒数据。...一旦进入更高维空间,您可能会使用多个主成分,因为由一个主成分解释的方差通常不足。主成分是相互正交的向量。这意味着它们形成 90 度角。...在数学上,正交向量是独立的,这意味着由第二个主成分解释的方差与第一个主成分的方差不重叠。因此,它们尽可能有效地表示信息。...第一个主成分将捕获大部分方差;第二个主成分将捕获第一个未解释的方差的第二大部分,依此类推。 实际上,主成分是通过确保特征之间没有信息重叠来尽可能有效地表示数据及其差异的特征组合。...原始特征通常显示出显着的冗余,这也是主成分分析在降维方面如此有效的主要原因。 R语言主成分分析(PCA)葡萄酒可视化:主成分得分散点图和载荷图 我们将使用葡萄酒数据集进行主成分分析。

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    【直播】我的基因组55:简单的PCA分析千人基因组的人群分布

    PCA的原本目的是因为变量太多,想把它们合并成两三个变量,从而简化分析步骤。变量的多少代表维度的多少,一千维的数据已经无法想象了,但是二维和三维还是比较符合认知的。...主成分分析可以得到p个主成分,但是,由于各个主成分的方差是递减的,包含的信息量也是递减的,所以实际分析时,一般不是选取p个主成分,而是根据各个主成分累计贡献率的大小选取前k个主成分。...这里贡献率就是指某个主成分的方差占全部方差的比重,实际也就是某个特征值占全部特征值总和的比重。贡献率越大,说明该主成分所包含的原始变量的信息越强。...主成分个数k的选取,主要根据主成分的累积贡献率来决定,即一般要求累计贡献率达到85%以上,这样才能保证综合变量能包括原始变量的绝大多数信息。...用谷歌搜索来使用ggplot2做可视化(下) 就是上面代码中的ggbiplot和ggfortify包,很容易就把千人基因组按照5个种群给分开了,当然,如果按照26个亚种会很难看,我就不秀图片了!

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    【视频】主成分分析PCA降维方法和R语言分析葡萄酒可视化实例|数据分享|附代码数据

    在本文中,我们将讨论如何通过使用 R编程语言使用主成分分析来减少数据维度分析葡萄酒数据高维数据集的处理可能是一个复杂的问题,因为我们需要更高的计算资源,或者难以控制机器学习模型的过度拟合等。...一旦进入更高维空间,您可能会使用多个主成分,因为由一个主成分解释的方差通常不足。主成分是相互正交的向量。这意味着它们形成 90 度角。...在数学上,正交向量是独立的,这意味着由第二个主成分解释的方差与第一个主成分的方差不重叠。因此,它们尽可能有效地表示信息。...第一个主成分将捕获大部分方差;第二个主成分将捕获第一个未解释的方差的第二大部分,依此类推。实际上,主成分是通过确保特征之间没有信息重叠来尽可能有效地表示数据及其差异的特征组合。...点击标题查阅往期内容数据分享|R语言用主成分分析(PCA)PCR回归进行预测汽车购买信息可视化R语言主成分分析(PCA)葡萄酒可视化:主成分得分散点图和载荷图主成分分析PCA谱分解、奇异值分解SVD预测分析运动员表现数据和降维可视化用回归和主成分分析

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    【视频】主成分分析PCA降维方法和R语言分析葡萄酒可视化实例|数据分享|附代码数据

    在本文中,我们将讨论如何通过使用 R编程语言使用主成分分析来减少数据维度分析葡萄酒数据高维数据集的处理可能是一个复杂的问题,因为我们需要更高的计算资源,或者难以控制机器学习模型的过度拟合等。...一旦进入更高维空间,您可能会使用多个主成分,因为由一个主成分解释的方差通常不足。主成分是相互正交的向量。这意味着它们形成 90 度角。...在数学上,正交向量是独立的,这意味着由第二个主成分解释的方差与第一个主成分的方差不重叠。因此,它们尽可能有效地表示信息。...第一个主成分将捕获大部分方差;第二个主成分将捕获第一个未解释的方差的第二大部分,依此类推。实际上,主成分是通过确保特征之间没有信息重叠来尽可能有效地表示数据及其差异的特征组合。...点击标题查阅往期内容数据分享|R语言用主成分分析(PCA)PCR回归进行预测汽车购买信息可视化R语言主成分分析(PCA)葡萄酒可视化:主成分得分散点图和载荷图主成分分析PCA谱分解、奇异值分解SVD预测分析运动员表现数据和降维可视化用回归和主成分分析

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    主成分分析PCA谱分解、奇异值分解SVD预测分析运动员表现数据和降维可视化

    p=25067 本文描述了如何 使用R执行主成分分析 ( PCA )。您将学习如何 使用 PCA_预测_ 新的个体和变量坐标。我们还将提供 _PCA 结果_背后的理论。...在 R 中执行 PCA 有两种通用方法: 谱分解 ,检查变量之间的协方差/相关性 检查个体之间的协方差/相关性的_奇异值分解_ 根据 R 的帮助,SVD 的数值精度稍好一些。...点 一个数字向量,指定获得的点数 运动会 水平变量 Decastar OlympicG 简而言之,它包含: 训练个体(第 1 到 23 行)和训练变量(第 1 到 10 列),用于执行主成分分析 预测个体...进行可视化 计算 PCA prcomp 可视化 特征值 (_碎石图_)。显示每个主成分解释的方差百分比。 具有相似特征的个人被归为一组。 viz(res ) 变量图。正相关变量指向图的同一侧。...# 代表性的质量 # 个人的结果 coord # 坐标 contrib # 对PC的贡献 cos2 # 代表性的质量 使用 PCA 进行预测 在本节中,我们将展示如何仅使用先前执行的 PCA 提供的信息来预测补充个体和变量的坐标

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    手把手 | 用StackOverflow访问数据实现主成分分析(PCA)

    其实这一步用broom :: augment()就能实现,并且还能计算出每个成分对整个数据集方差解释的百分比。...对象percent_variation是一个矢量,它包含了每个主成分对整个数据集的方差解释的百分比。...还记得第一个主成分是前端开发人员到Python和低级技术人员的横向拓展,而第二个主成分则全部是关于微软技术堆栈的。...由上我们可以看到描述Stack Overflow标签的高维数据是如何投影到前两个主成分的。...可以注意到我已在每个轴中添加了方差百分比,同时这些数字并不是很高,这也与我们现实生活中的情况相吻合,即事实上Stack Overflow的用户之间差异很大,如果你想将这些主成分中的任意一个用于降维或作为模型中的预测变量

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    PCA主成分分析实战和可视化 | 附R代码和测试数据

    除了中心化以外,定标 (Scale, 数值除以标准差) 也是数据前处理中需要考虑的一点。如果数据没有定标,则原始数据中方差大的变量对主成分的贡献会很大。...比如度量单位不同,有万人、万吨、万元、亿元,而数据间的差异性也非常大,小则几十大则几万,因此在用协方差矩阵求解主成分时存在协方差矩阵中数据的差异性很大。...在后面提取主成分时发现,只提取了一个主成分,而此时并不能将所有的变量都解释到,这就没有真正起到降维的作用。...此时就需要对数据进行定标(scale),这样提取的主成分可以覆盖更多的变量,这就实现主成分分析的最终目的。但是对原始数据进行标准化后更倾向于使得各个指标的作用在主成分分析构成中相等。...这是因为对数据标准化的过程实际上就是抹杀原有变量离散程度差异的过程,标准化后方差均为1,而实际上方差是对数据信息的重要概括形式,也就是说,对原始数据进行标准化后抹杀了一部分重要信息,因此才使得标准化后各变量在主成分构成中的作用趋于相等

    4.6K20

    多元统计分析:主成分分析

    (Cumulative Proportion),前k个位置达到 >80%,就选取前k个作为最后的主成分,用于之后的主成分表达式 R语言内置函数中有 2种(princomp()和 prcomp)实现PCA...还是 cov 来计算 原始数据标准化(均值0,方差1) R语言中 scale() 计算 样本协方差矩阵(标准化后协方差等于相关系数,所以,此处等同相关系数矩阵) 计算 协方差矩阵 的 特征值 和 特征向量...Q: 如何对PCA结果主成分赋予新意义?...即解释最后的主成分 A:根据PCA表达式的系数结合定性分析,主成分是原来变量的线性组合(原有变量 ---组合形成了--->最后的主成分) (PS:这点和因子分析正好相反,因子分析的 公共因子用于 解释/...》[美]卡巴斯夫 初识R语言——PCA的实现 主成分分析(PCA)原理及R语言实现 R语言 PCA分析 R语言手动计算主成分分析(PCA)及其在R函数的实现 本文作者: yiyun 本文链接: https

    1.5K20

    R语言主成分分析的案例

    本质上还是觉得要装这个、装那个的比较麻烦,现在用R或者python直接简单安装下,导入自己需要用到的包,活学活用一些命令函数就可以了。...今天就贴个盐泉水化学分析资料的主成分分析和因子分析通过R语言数据挖掘的小李子: 有条件的同学最好自己安装下R,操作一遍。...2.数据分析 1标准误、方差贡献率和累积贡献率 >arrests.prprcomp(saltwell, scale = TRUE) >summary(arrests.pr,loadings=TRUE...2每个变量的标准误和变换矩阵 >prcomp(saltwell, scale = TRUE) ? 3查看对象arests.pr中的内容 > > str(arrests.pr) ?...4利用主成分的标准误计算出主成分的累积方差比例 >cumsum(arrests.pr$sdev^2)/7 [1]0.6067060 0.7850968 0.9165341 0.9790524 0.9954128

    3.7K70

    R语言主成分分析

    事实上,在实际工作中,所涉及的众多指标之间经常是有相互联系和影响的,从这一点出发,希望通过对原始指标相互关系的研究,找出少数几个综合指标,这些综合指标是原始指标的线性组合,它既保留了原始指标的主要信息,...今天只是小试牛刀,后面会为大家带来更加详细的主成分分析可视化。 加载数据 使用R语言自带的iris鸢尾花数据进行演示。...R自带的PCA 主成分的实现可以通过分步计算,主要就是标准化-求相关矩阵-计算特征值和特征向量。 R中自带了prcomp()进行主成分分析,这就是工具的魅力,一次完成多步需求。...使用prcomp()进行主成分分析: # R自带函数 pca.res prcomp(iris[,-5], scale. = T, # 标准化 center =...Cumulative Proportion:累积方差贡献率 关于主成分分析中的各种术语解读,我推荐知乎上的一篇文章:主成分分析各类术语的白话解读[1] 结果可视化 默认的主成分分析结果可视化: biplot

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    「Workshop」第十一期:降维

    如第一主成分为:是k个观测变量的加权组合,对初识变量集的方差解释性最大,第二主成分也是初始变量的线性组合,对方差的解释性排第二,所有的主成分都和之前所有的主成分正交,由于解释程度越来越差,因此要用较少的主成分来近似全变量集...旋转时为了重新分配各个因子所解释方差的比例,并不改变模型对数据的拟合程度。因子分析需要旋转,当险要解释主成分时,主成分分析分析也可以旋转矩阵。 数据预处理 PCA是根据观测变量间的相关性来推导结果。...根据保留方差大于1的主成分选择成分1和成分2,根据特征值准则选择也选择成分1和成分2,根据均值则只选成分1. ?...h2:成分公因子方差,即主成分对每个变量的方差解释度。 u2:成分唯一性(1-h2),方差无法被主成分解释的比例,PHYS是被PC1解释最差的变量。...proportion var:第一主成分解释了53%的方差。

    1.3K20

    PCA-Statistics is the new sexy!!!

    PCA是为了更好地展示多维数据,通过线性转化,展示保留最多信息的主成分;将样本尽可能地分散地展示在坐标轴中达到可视化的目的; PCA的理论假设是:方差越大,信息量越大; 拿生信数据来说,大概率上,我们是要看数据的分组情况...,所以要在坐标轴上表示的point是样本,舍掉的是基因层面的component,即n个基因获得n个component,依据方差最大化,取前k(0<k<n)个component; 本质上计算出n个特征向量...0为基础的(我们必须对数据中individual(sample)和observations(gene)有区分和了解) 3)求出协方差矩阵 4)目的是协方差矩阵中除对角线外的元素为0,即实现协方差矩阵对角化...对比下在R的现成的PCA功能的结果 FactoMineR和factoextra配合做PCA和可视化(下图中图片名为PCA); prcomp(stats base级别)和autoplot配合做PCA和可视化...##两个PCA方法对比 #####对coord处理后获得特征向量,与prcomp中的rotation一致 loadings<-sweep(res$var$coord,2,sqrt(res$eig[1:5,1

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