降维

降维-PCA

 

1.A与B的内积值等于A向B所在直线投影的表量长度

2.如果基的数量小于向量本身的维数,就可以达到降维的目的。

但,如何选择基?

3.一般而言,希望投影后的投影值尽可能分散(也可以从熵的角度进行理解,熵越大所含信息越多)  #也就是使方差最大,协方差最小--类似于主成分分析,减少自变量的感觉

问题转变为:将一组N维向量降为K维,其目标是选择K个单位正交基,使得原始数据变换到这组基上后,各变量两两间协方差为0,而变量方差则尽可能大

 

方法:实质上就是使协方差矩阵对角化


算法步骤:

设有m条n维数据:

1.将原始数据按列组成n行m列矩阵X;

2.将X的每一行进行零均值化,即减去这一行的均值;

3.求出协方差矩阵  ;

4.求出协方差矩阵的特征值及对应的特征向量;

5.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;

6.Y=PX 即为降维到k维后的数据。


优点和缺点:

1.缓解维度灾难:舍弃一部分信息降低维数,使样本的采样密度增大;

2.降噪:当数据收到噪声影响时,最小特征值对应的特征向量往往与噪音有关,可将其舍弃;

3.过拟合:可能会舍弃有用的信息

4.特征独立:协方差为0,自相关性降低。

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