我们知道PCA干的事情是把n维的样本投影到k维,同时丢失的信息能够达到最少。

为什么说principal component是covariance matrix的特征值中最大的前k个对应的特征向量上的分量?

解释:

对于一组样本数据,如果它们的方差越大,说明它们蕴含的信息越多,可以参考熵的概念理解。那么PCA需要做的事情就是当投影到k维的时候,每个维度上的方差都能够越大越好。这要怎么实现呢?

需要注意的是,在样本进行投影的时候,需要对数据进行feature scaling,即,j表示第j个feature,这样可以使的样本的均值为0.

左边是样本投影到u上的方差,因为原样本的均值为0,所以投影后的均值也为0,求方差那一项的括号里面就没有减去均值那一部分,该项用λ表示。最右边的括号内的部分为原样本的协方差,大小为n*n,用∑表示。(x^(i)是第i个样本,是n*1的向量)

注意到u是单位向量,因此u乘以u的Transpose等于1.因此对上式进一步推导得到uλ=λu=uu.T * ∑u = ∑u。

根据特征值和特征向量的定义,一个向量u与矩阵∑相乘,∑u,存在一个值λ,有λu=∑u,则λ是∑的特征值,u是∑的特征向量。

又因为根据λ是上式左边的部分,代表着投影到u上的方差,而我们又希望方差越大越好,因此选择λ里面值前k大对应的特征向量代表principal component的方向,是正确的。

因此,只需要对协方差矩阵进行特征值分解,得到的前k大特征值对应的特征向量,就是最佳的k维新特征,而且k维新特征是正交的。

Python的代码:

import numpy as np
np.cov(X)#covariance, X:ndarray-like
from scipy import eig
eig(np.cov(X))#return eigenvalue and eigenvectors

一个关于PCA的疑问的更多相关文章

  1. 关于《Windows程序设计(第五版)》中一个实例程序的疑问

    最近一直在看Charlse Petzold的<Windows程序设计>,作为一个新得不能再新的新手,只能先照着书的抄抄源码了,之前的例子一直都很正常,但昨天遇到一个很诡异的BUG. 先看实 ...

  2. 从一个LocalDateTime引发的疑问

    一 公司有同事部署出错,然后查日志,找时间,从k8s得到的时间是  2017-06-16T09:38:48.580 +0000,然后他就纳闷了,因为他根本不会在9点部署好吧,而且9点大多数程序员都没开 ...

  3. c++复习——一个小疑问

    C++中,子类为什么不能访问基类的private数据?     emmm  来自一个vegetable dog的疑问:   首先基类可以通过调用自身public成员函数来访问private 而子类又可 ...

  4. Linux就这个范儿 第12章 一个网络一个世界

    Linux就这个范儿 第12章 一个网络一个世界 与Linux有缘相识还得从一项开发任务说起.十八年前,我在Nucleus  OS上开发无线网桥AP,需要加入STP生成树协议(SpanningTree ...

  5. STL中map的一个知识点

    问题背景 在做USACO Section 1.1 Greedy Gift Givers的时候,我最初的想法是直接用一个map来进行数据处理.但是后来产生一个让我感到疑问的地方,后来我经过测试,发现了这 ...

  6. A tutorial on Principal Components Analysis | 主成分分析(PCA)教程

    A tutorial on Principal Components Analysis 原著:Lindsay I Smith, A tutorial on Principal Components A ...

  7. Java类的加载的一个小问题

    前言 之前写了一篇文章专门介绍了一下类的加载和对象的创建流程,然后收到了一个博友的疑问,觉得蛮好的,在这里和大家分享下. 博文地址:[Java基础]Java类的加载和对象创建流程的分析 疑问 类在加载 ...

  8. OpenCV学习(35) OpenCV中的PCA算法

    PCA算法的基本原理可以参考:http://www.cnblogs.com/mikewolf2002/p/3429711.html     对一副宽p.高q的二维灰度图,要完整表示该图像,需要m = ...

  9. 在Linux系统下搭建和配置一个minio文件服务器(二)

    上一篇主要讲述了在linux系统中搭建一个minio文件服务器,那么这一篇则用来整合java代码中使用,我之前自己已经搭建好了一个springboot项目,那么这一篇将详细讲述如何把minio整合进s ...

随机推荐

  1. 【TensorFlow/简单网络】MNIST数据集-softmax、全连接神经网络,卷积神经网络模型

    初学tensorflow,参考了以下几篇博客: soft模型 tensorflow构建全连接神经网络 tensorflow构建卷积神经网络 tensorflow构建卷积神经网络 tensorflow构 ...

  2. [小问题笔记(二)] 可能导致DropDownList的SelectedIndexChanged事件不触发的几种情况

    遇到SelectedIndexChanged事件没有触发,可以依次检查以下几种情况是否在程序中出现. 一.DropDownList的不同option设置了相同的value . 二.没有写 AutoPo ...

  3. Docker 学习记录

    docker logs 查看日志 docker logs  容器id docker logs -f 容器id 这次命令后面添加了一个新的标识 -f. 和 tail -f 类似, docker logs ...

  4. pathway一些网站

    1.BioCarta_Pathways https://cgap.nci.nih.gov/Pathways/BioCarta_Pathways

  5. 如何理解nRF5芯片外设PPI

    PPI,英文全称Programmable Peripheral Interconnect,是Nordic独有的外设,其设计目的是让CPU处于idle模式下外设与外设之间也能完成相应通信,从而降低系统功 ...

  6. SSM配置Socket多线程编程(RFID签到实例)

    1.SocketServiceLoader.java package cn.xydata.pharmacy.api.app.test; import javax.servlet.ServletCont ...

  7. linux-git shell colors

    git config --global color.status auto git config --global color.diff auto git config --global color. ...

  8. Linux服务器中木马(肉鸡)手工清除方法(转)

    首先剧透一下后门木马如下: (当然这是事后平静下来后慢慢搜出来的,那个时候喝着咖啡感觉像个自由人) 木马名称 Linux.BackDoor.Gates.5 http://forum.antichat. ...

  9. Caesars Cipher

    让上帝的归上帝,凯撒的归凯撒. 下面我们来介绍风靡全球的凯撒密码Caesar cipher,又叫移位密码. 移位密码也就是密码中的字母会按照指定的数量来做移位. 一个常见的案例就是ROT13密码,字母 ...

  10. NEU 1496 Planar map 计算几何,点到线段距离 难度:0

    问题 H: Planar map 时间限制: 1 Sec  内存限制: 128 MB提交: 24  解决: 22[提交][状态][讨论版] 题目描述 Tigher has work for a lon ...