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PCA数据降维

Principal Component Analysis

算法优缺点:

  • 优点:降低数据复杂性,识别最重要的多个特征
  • 缺点:不一定需要,且可能损失有用的信息
  • 适用数据类型:数值型数据

算法思想:

降维的好处:

  • 使得数据集更易使用
  • 降低很多算法计算开销
  • 去除噪声
  • 使得结果易懂

主成分分析(principal component analysis,PCA)的思想是将数据转换到新的坐标系,这个坐标系的选择是由数据本身决定的,第一维是原始数据中方差最大的方向,第二个是与第一维正交且方差最大的,一直重复。。。
主成分分析中使用数据集的协方差矩阵和特征值分析来获得。

函数:

pca(dataMat, topNfeat=999999)
由于主成分分析基本上可以说是算个矩阵的问题,而numpy在这方面又帮我们做好了,所以函数很简单,就是先去平均值,然后计算协方差矩阵和其特征值,最后选出最大的topNfeat个,最后用这些特征向量将源数据转到新的空间。当然使用的时候有两种方式,一种是跟限定个数,另一种则是通过数据压缩比来完成的。

  1.  1 #coding=utf-8 2 from numpy import * 3 def loadDataSet(filename, delim=\t): 4     fr = open(filename) 5     stringArr = [line.strip().split(delim) for line in fr.readlines()] 6     datArr = [map(float,line) for line in stringArr] 7     return mat(datArr) 8      9 def pca(dataMat, topNfeat=999999):10     meanVals = mean(dataMat, axis=0)11     meanRemoved = dataMat - meanVals12     covMat = cov(meanRemoved, rowvar=0)13     eigVals, eigVects = linalg.eig(mat(covMat))14     eigValInd = argsort(eigVals)15     eigValInd = eigValInd[:-(topNfeat+1):-1]16     redEigVects = eigVects[:,eigValInd]17     lowDDataMat = meanRemoved * redEigVects18     reconMat = (lowDDataMat * redEigVects.T) + meanVals19     return lowDDataMat, reconMat 20     21 def main():22     dataMat = loadDataSet(testSet.txt)23     lowDMat, reconMat = pca(dataMat, 1)24     print shape(lowDMat)25     26 if __name__ == __main__:27     main()

     

 

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