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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:/ b! p9 ~1 Z$ J$ n! l4 n$ {" D
5 }( ~4 V& v3 c* R% r1 `# D
1.函数定义:& J1 }$ t: ~1 @/ D, k5 N
% J1 d5 i% k3 f+ W

6 Y2 R9 U( }0 l6 k2.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。
3 a; r! J9 ^; E+ N* J5 H3 G: F+ N- G- n. c

. N5 G* u4 `+ z; u" b9 j3.数据读取与标准化:
% N% z4 j5 O* T( R$ l5 m: V" a3 r& d4 b+ X; v/ P. G

6 j# _, A( Z* k+ K6 K4.将原始数据raw_data赋值给变量A。6 ^! [% m( \$ L4 V5 ~' S
5.获取数据矩阵的尺寸,其中a表示行数,b表示列数。/ Y7 S) V' O! \! M) o  c3 M6 G
6.创建一个与原始数据大小相同的零矩阵SA。* J/ G2 k7 Q  S3 w: a
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。
4 \' _$ w1 e4 q0 S' \
3 K& T& r9 Y- i  U4 H# ^
7 C) k4 p' v  t8.求解相关系数:
5 V( J9 b. {( x$ o0 \1 Z; f" {: t" {5 P8 x& l  h
1 r; k5 t9 h. B: c  q
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。1 J+ H) j$ l. Y9 W8 i

6 \8 ]; W8 s3 J# L  h7 Y0 ]" \2 [: @9 e5 s* `/ X7 i# l3 x
10.计算特征值和特征向量:5 T" P: [1 ?1 i9 J" Y2 c
7 z# H2 V. ?2 y  e& W( w% k

0 d: K( u; G5 L8 ?# f2 `; e11.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。
: e, l# C5 P7 S. m0 ^, b2 j  y# P. W1 n
; Y8 `) T! @% m' o  a3 r, f
12.提取特征值和计算贡献率:
+ D  R8 ^. {. F# c3 r$ c2 Z/ H& A, `8 o- K9 K

8 Z9 Z: y7 R& I, ]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。/ `1 H3 z0 }& G3 f' V
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。$ m  }4 y# {/ E8 E; N% F' k3 {
15.对DS按照第一列的值进行从大到小排序。
! n: O4 h1 m7 \6 V: B2 v16.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。  m& U9 \/ Q& M2 Q5 r+ [
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。
# s; ~* [8 G+ j3 J$ y1 p
, k& J. U. r- E( i0 ^' B& m" w5 Z* m" j
18.确定保留主成分的数量:" f( e. Z8 H; g

% K( F3 ?, y# X$ K! C5 t& I& J  G' ]6 S0 e  m# B+ H
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 Q' I0 Y. w# y20.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。  o' {& |  L6 X
5 P+ E/ @  y4 g+ h  x

$ b+ G) W. p6 i( U* {7 o21.提取主成分对应的特征向量:( X; G9 U& R" {: ?. r) \, C4 `. r

7 M( F: \: Y) h% J7 Y3 E. C, R! B0 x9 [3 o% J
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。
1 Y( E/ h# c  D1 g7 d  c; L- t# b6 }" H# k9 S) f

7 H9 e7 e3 O! y& F23.计算在主成分上的数据得分:
; [& \& s. w; p$ V) v: l5 E8 b1 A4 ]' q0 C) c  u$ _' K7 w

' K2 h) K4 v8 v& G# 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。' x, _# W+ D  J% R
  l& ]' q. o7 a* z* a
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。
% O2 p5 b- {3 C& o4 Q" P
' j5 k1 {5 [8 |% ~, }; r
! x5 J- C, r( g. }
- f  P- {* i, m9 J+ a: n$ ^# a! T4 e, W8 o
5 _3 }. l6 n% d3 W/ L

PCA.m

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