
一、数据降维
对于现在维数比较多的数据,我们首先需要做的就是对其进行降维操作。降维,简单来说就是说在尽量保证数据本质的前提下将数据中的维数降低。降维的操作可以理解为一种映射关系,例如函数,即由原来的二维转换成了一维。处理降维的技术有很多种,如前面的SVD奇异值分解,主成分分析(PCA),因子分析(FA),独立成分分析(ICA)等等。
二、PCA的概念
PCA是一种较为常用的降维技术,PCA的思想是将n维特征映射到K维上,这维是全新的正交特征。这K维特征称为主元,是重新构造出来的K维特征。在PCA中,数据从原来的坐标系转换到新的坐标系下,新的坐标系的选择与数据本身是密切相关的。其中,第一个新坐标轴选择的是原始数据中方差最大的方向,第二个新坐标轴选取的是与第一个坐标轴正交且具有最大方差的方向,依次类推,我们可以取到这样的K个坐标轴。
三、PCA的操作过程
1、PCA的操作流程大致如下:
去平均值,即每一位特征减去各自的平均值
计算协方差矩阵
计算协方差矩阵的特征值与特征向量
对特征值从大到小排序
保留最大的K个特征向量
将数据转换到K个特征向量构建的新空间中
2、具体的例子
假设二维数据为
取平均值
我们计算每一维特征的平均值,并去除平均值,我们计算出均值为
去除均值后的矩阵为
计算的协方差矩阵
计算的特征值与特征向量
其中,特征值为
特征向量为
对特征值进行排序,显然就两个特征值
选择最大的那个特征值对应的特征向量
转换到新的空间
四、实验的仿真
我们队一个数据集进行了测试:
MATLAB实验代码如下:
主程序
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
%% pca
dataSet = load('testSet.txt');%导入数据
% pca
[FinalData, reconData] = PCA(dataSet, 1);
%% 作图
hold on
plot(dataSet(:,1), dataSet(:,2), '.');
plot(reconData(:,1), reconData(:,2), '.r');
hold off
PCA函数段
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
function [ FinalData,reconData ] = PCA( dataSet, k )
[m,n] = size(dataSet);
%% 去除平均值
%取平均值
dataSetMean = mean(dataSet);
%减去平均值
dataSetAdjust = zeros(m,n);
for i = 1 : m
dataSetAdjust(i , :) = dataSet(i , :) - dataSetMean;
end
%% 计算协方差矩阵
dataCov = cov(dataSetAdjust);
%% 计算协方差矩阵的特征值与特征向量
[V, D] = eig(dataCov);
% 将特征值矩阵转换成向量
d = zeros(1, n);
for i = 1:n
d(1,i) = D(i,i);
end
%% 对特征值排序
[maxD, index] = sort(d);
%% 选取前k个最大的特征值
% maxD_k = maxD(1, (n-k+1):n);
index_k = index(1, (n-k+1):n);
% 对应的特征向量
V_k = zeros(n,k);
for i = 1:k
V_k(:,i) = V(:,index_k(1,i));
end
%% 转换到新的空间
FinalData = dataSetAdjust*V_k;
% 在原图中找到这些点
reconData = FinalData * V_k';
for i = 1 : m
reconData(i , :) = reconData(i , :) + dataSetMean;
end
end
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
SQL Server 中 CONVERT 函数的日期转换:从基础用法到实战优化 在 SQL Server 的数据处理中,日期格式转换是高频需求 —— 无论 ...
2025-09-18MySQL 大表拆分与关联查询效率:打破 “拆分必慢” 的认知误区 在 MySQL 数据库管理中,“大表” 始终是性能优化绕不开的话题。 ...
2025-09-18CDA 数据分析师:表结构数据 “获取 - 加工 - 使用” 全流程的赋能者 表结构数据(如数据库表、Excel 表、CSV 文件)是企业数字 ...
2025-09-18DSGE 模型中的 Et:理性预期算子的内涵、作用与应用解析 动态随机一般均衡(Dynamic Stochastic General Equilibrium, DSGE)模 ...
2025-09-17Python 提取 TIF 中地名的完整指南 一、先明确:TIF 中的地名有哪两种存在形式? 在开始提取前,需先判断 TIF 文件的类型 —— ...
2025-09-17CDA 数据分析师:解锁表结构数据特征价值的专业核心 表结构数据(以 “行 - 列” 规范存储的结构化数据,如数据库表、Excel 表、 ...
2025-09-17Excel 导入数据含缺失值?详解 dropna 函数的功能与实战应用 在用 Python(如 pandas 库)处理 Excel 数据时,“缺失值” 是高频 ...
2025-09-16深入解析卡方检验与 t 检验:差异、适用场景与实践应用 在数据分析与统计学领域,假设检验是验证研究假设、判断数据差异是否 “ ...
2025-09-16CDA 数据分析师:掌控表格结构数据全功能周期的专业操盘手 表格结构数据(以 “行 - 列” 存储的结构化数据,如 Excel 表、数据 ...
2025-09-16MySQL 执行计划中 rows 数量的准确性解析:原理、影响因素与优化 在 MySQL SQL 调优中,EXPLAIN执行计划是核心工具,而其中的row ...
2025-09-15解析 Python 中 Response 对象的 text 与 content:区别、场景与实践指南 在 Python 进行 HTTP 网络请求开发时(如使用requests ...
2025-09-15CDA 数据分析师:激活表格结构数据价值的核心操盘手 表格结构数据(如 Excel 表格、数据库表)是企业最基础、最核心的数据形态 ...
2025-09-15Python HTTP 请求工具对比:urllib.request 与 requests 的核心差异与选择指南 在 Python 处理 HTTP 请求(如接口调用、数据爬取 ...
2025-09-12解决 pd.read_csv 读取长浮点数据的科学计数法问题 为帮助 Python 数据从业者解决pd.read_csv读取长浮点数据时的科学计数法问题 ...
2025-09-12CDA 数据分析师:业务数据分析步骤的落地者与价值优化者 业务数据分析是企业解决日常运营问题、提升执行效率的核心手段,其价值 ...
2025-09-12用 SQL 验证业务逻辑:从规则拆解到数据把关的实战指南 在业务系统落地过程中,“业务逻辑” 是连接 “需求设计” 与 “用户体验 ...
2025-09-11塔吉特百货孕妇营销案例:数据驱动下的精准零售革命与启示 在零售行业 “流量红利见顶” 的当下,精准营销成为企业突围的核心方 ...
2025-09-11CDA 数据分析师与战略 / 业务数据分析:概念辨析与协同价值 在数据驱动决策的体系中,“战略数据分析”“业务数据分析” 是企业 ...
2025-09-11Excel 数据聚类分析:从操作实践到业务价值挖掘 在数据分析场景中,聚类分析作为 “无监督分组” 的核心工具,能从杂乱数据中挖 ...
2025-09-10统计模型的核心目的:从数据解读到决策支撑的价值导向 统计模型作为数据分析的核心工具,并非简单的 “公式堆砌”,而是围绕特定 ...
2025-09-10