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标题: 主成分分析(PCA)进行特征提取 [打印本页]

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:" r8 @! I! W4 c/ ^% M6 R, s. P, w

8 q6 `$ v( g, i9 s. P: A% h( K1.函数定义:
( f7 T' Z6 k* \9 o0 W0 H7 C; |5 q3 X8 I- n; q: M, k3 w) t1 _3 e
$ n' Q1 d9 i! ]3 l. B
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。1 d% z+ Q+ |% |+ Q# x/ N7 h
3 p% [  M) E0 G/ B9 f, C& p

$ J- ?! @& a  \0 i3.数据读取与标准化:3 J2 x8 A0 z6 j5 }4 _! y# Y
/ u, r* y* {, V+ {# }& |

. N' p" m9 v/ z1 L4 n0 b4.将原始数据raw_data赋值给变量A。/ A; i2 y9 g3 x7 n- N
5.获取数据矩阵的尺寸,其中a表示行数,b表示列数。/ Z6 A! B7 U) C) |7 u1 w
6.创建一个与原始数据大小相同的零矩阵SA。
  h4 T0 R: }; }. ?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。6 `; N6 C2 m0 [2 C
/ m; r- x# h2 m5 C4 }( A, p

. W. G& W* A5 x7 V0 l9 `  L8.求解相关系数:+ y4 `$ M3 _) g4 D4 o7 o
& g% p$ z: C; C
0 Z' V0 v) j- Q# d; V
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。
# m/ d- c; p% D) h7 r: X6 J* Z2 S' T5 {8 b' _
1 t  p6 k4 W2 t+ s& d
10.计算特征值和特征向量:
6 `0 F! w7 M# b( s; g6 m( [3 {/ k# e. B1 h
' ]+ C' Z; m9 j; r( @, |
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。
0 {+ H: p) J4 l) e4 k# \
& p% E/ _- q$ l. [5 t; R! G1 I% X7 x
12.提取特征值和计算贡献率:
: V. s6 O7 {& I$ Z: b
3 L9 k( I8 y$ T2 {1 m" ?+ W
6 r1 f1 m6 T1 i+ l5 j/ C13.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。$ q9 \" Q. F+ @8 ~; ^  n5 J& t. h: Y
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。7 ~4 r% D7 y9 w8 s$ q/ o
15.对DS按照第一列的值进行从大到小排序。0 X2 d# [3 v+ d
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。
& W3 M6 }) m6 R6 U" G17.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。$ V( I* r2 D$ N, t# Z$ J( Y

) \, W( S# i) p. u4 G( P
, ~( I: R2 _+ U% O18.确定保留主成分的数量:3 W. |4 C( D& G) z% v
8 _+ _! m. Y. Z  G. t' l2 g

+ y# z/ ?/ T4 V9 `5 U* g2 g2 C/ u19.找到累计贡献率大于等于设定的保留率T的索引位置。
1 H# a9 C; C) a) J) W# ?& @/ X20.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。) R+ ~- R7 J, ^  X/ |

6 r0 ~7 N6 T2 e! f* d& ~7 [3 {$ g0 K5 H3 l  j' a) g
21.提取主成分对应的特征向量:
& Z# s; L& @/ ^: O$ L- T$ Y
" X- C& O* l, m2 y9 b7 q$ b, d3 e: E3 V+ q8 i
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。# v/ U( a" J1 U$ c
5 y# ?; ?( q0 y: p  c

2 @  }2 B+ `& R6 v- T  S; O23.计算在主成分上的数据得分:
( O" B: j  w  O. e
, m8 `5 `0 B8 h; ]' R
) |! ^& ^3 ~; f  c, W. p4 w24.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。! t1 v6 I; N2 V- O. t' U

0 S* v% g/ {& f$ ^: q5 K2 q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。) }6 S( [+ l9 y4 o9 _4 k, }( G8 A! f
$ N, t# p4 S/ L: i* ]6 j3 L

$ Y0 \. n/ v- l0 ~6 R
& b4 ?$ v' B, T/ F, C8 k" T/ J: }$ }# L* b8 n' O
0 Y# ~# z/ O# h' K- U" R' v1 {6 J, {

PCA.m

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