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标题:
主成分分析(PCA)进行特征提取
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作者:
2744557306
时间:
2023-8-20 17:19
标题:
主成分分析(PCA)进行特征提取
这段代码实现了主成分分析(PCA)的数据得分计算和特征向量提取。下面是代码的解释:
; e; y8 h' c9 i# Z9 n( P
; s' K8 H9 t- v5 F/ T( B/ O
1.函数定义:
+ w' n% h D* F# r. [, h
+ q6 e3 d% S; {( R- n
% r7 S! E' a! e. H
2.函数名为PCA,接受两个输入参数:raw_data(原始数据)和T(保留率),并返回新数据。
( b* O1 f0 K" D" w: m2 r; O% `
& G9 {5 ~% x0 w
3 Y ~+ W* @6 {7 M
3.数据读取与标准化:
+ N) q" L- `. q0 F
. }; e9 C. E* T, G' L
/ g! k; c; _, L+ @+ r
4.将原始数据raw_data赋值给变量A。
, m# Z8 R3 T8 m4 H( N
5.获取数据矩阵的尺寸,其中a表示行数,b表示列数。
T4 R$ X% i; k' k* g
6.创建一个与原始数据大小相同的零矩阵SA。
3 _2 }: |/ w# |& E
7.使用循环将数据按列进行放置,并进行标准化(归一化),即将每列数据减去该列的均值,再除以该列的标准差。
1 r* M9 e5 w& L, n( ^4 g
" n- \; \$ f9 C, B7 ?- Y9 v5 O! Z
2 p1 F8 z& r( I
8.求解相关系数:
3 T4 l3 I. ]4 d1 ^. ?) m2 g6 o
% Q1 `/ j5 @5 o; e/ R- A+ y
3 Q( a; @- h% a D7 W' |8 {. }' n' v) J
9.使用corrcoef函数计算归一化后的数据矩阵SA的相关系数矩阵CM。
) O( V! P2 d; B$ H1 c/ a
5 l# p z1 N$ O4 }2 ?
( _3 I& Y8 c0 ^: y6 W+ Z
10.计算特征值和特征向量:
/ q" I0 s3 S: f/ X, H
$ N" }7 L. d) i. O- z
T- T$ d% Q9 r1 ~
11.使用eig函数对相关系数矩阵CM进行特征值分解,得到特征向量矩阵V和特征值矩阵D。
, f2 B) m# Z# b1 F8 k# G
+ q1 B' C& P+ ]
% o4 d& L2 N; v# J6 t* H* a/ p8 u
12.提取特征值和计算贡献率:
; F) q( L6 g7 k) B
0 W+ G+ V. t+ p% @) c
- u' J6 ^' R$ n$ u, x' [( T
13.创建一个零矩阵DS,其大小为b x 3,其中b为特征值矩阵D的列数。
, n( }+ s! s# c: Q \- P; ~
14.将特征值矩阵D的对角线元素(特征值)赋值给DS的第一列。
2 n0 P8 O; C5 j' k2 u; l5 F
15.对DS按照第一列的值进行从大到小排序。
. @ c9 ]4 V, I) ^9 R5 [
16.计算特征值的贡献率,将特征值除以所有特征值的和,并将结果赋值给DS的第二列。
1 q0 w; e* d% }$ k
17.计算特征值的累计贡献率,对贡献率列进行累加,并将结果赋值给DS的第三列。
- |- `7 f' c# B9 [
, R& A& V% t/ t. \$ m, H
# h" D2 V. ~8 G5 D n
18.确定保留主成分的数量:
, h% j5 Z3 W) b. X ?. B
+ j9 Z* A2 f8 l# c2 ~7 `- S
3 @$ \0 `6 v/ i* L: `6 E
19.找到累计贡献率大于等于设定的保留率T的索引位置。
9 z- p M' |' T; g8 w
20.提取第一个满足条件的索引(最小的保留主成分数量)并赋值给变量Com_num。
* c9 H( ]7 j1 r$ J3 ]* t
! \9 ^2 h) [4 b$ H C3 o
% b5 b; W* z- u7 Y' k5 B
21.提取主成分对应的特征向量:
9 c' ~/ d+ O& s9 E
6 I. N+ b$ e2 F# H3 j
, a u. d& h" G. s+ P
22.将特征向量矩阵V的最后Com_num列反转(从最后一列开始取),得到主成分对应的特征向量矩阵PV。
& b/ x; _! v- u: D% l
_- v) t6 J8 L2 { g) U) k1 m
. c @8 Q, @4 b
23.计算在主成分上的数据得分:
. b9 ^$ \* `' I* x9 L
, ?/ F4 G# g" }
! [, g3 {& G# U
24.将归一化后的数据矩阵SA与主成分特征向量矩阵PV相乘,得到在主成分上的数据得分矩阵data。
( U r* _: S/ G" k) U" B! G
' A" i9 G1 P3 X0 t# T( ~! U
该函数的作用是对原始数据进行主成分分析,并返回在主成分上的数据得分矩阵。主成分分析用于降维和数据探索,它将原始数据转换为一组新的线性维度,其中每个维度都是原始数据维度的线性组合。这些新的维度(主成分)根据特征值的贡献率进行排序,保留贡献率较高的主成分。
1 g- j8 T x" R4 x& l1 f
8 O+ c$ W* f" @+ u3 y2 K* ^7 `' e6 a
+ [6 y, n K5 @
1 P: u) M% T+ B( ]! [) {
0 c3 t6 J; |) u+ C* b- c
8 N0 ~/ ~6 s* U
PCA.m
2023-8-20 17:19 上传
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