matlab PCA分析

pca( )

采用matlab自带的函数pca()进行主成分分析

[coeff, score, latent, tsquared, explained, mu] = pca(x)

假设数据x为n行p列的多变量数据,n为观测次数,p为变量维度。

coeff:为PCA变换系数,也称为loadings。

score:为PCA变换后的主成分(潜变量)。

latent:这里指的是各个主成分解释的方差。

tsquared:Hotelling‘s T-squared统计量(等价于潜变量的马氏平方距离,即mahal(score,score))

explained:指的是每个主成分解释的方差所占百分比。

mu:x中每列(每个变量)的均值。

示例

假设x具有6个变量。

coeff

coeff =

0.3523 -0.1291 0.2885 0.1351 0.6760 -0.5483
0.3405 0.5773 0.6790 -0.0005 -0.2867 0.0865
0.2557 -0.2643 0.1687 -0.0672 0.4160 0.8116
0.4491 -0.3097 -0.1197 0.7441 -0.3653 0.0314
0.5791 0.4562 -0.6329 -0.2062 0.1145 0.0220
0.3969 -0.5255 0.1114 -0.6173 -0.3757 -0.1779

latent =

0.0024
0.0003
0.0002
0.0001
0.0000
0.0000

explained =

80.4144
10.1631
5.5321
2.2133
1.2835
0.3936

mu =

0.0469 0.0407 0.0355 0.0596 0.0614 0.0486

(1)检查主成分score

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图1 各主成分的分布

 

(2) 重构

% 重构(减去均值后的数据)
Xcentered = score*coeff‘; 

 

 注意pca系数要转置,重构结果是x减去均值mu后的值。

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图2 重构结果

 

(3)  仅保留前n个主成分

% 仅取前n个主成分(T2依然是6个主成分的值)
NumComponents = 1;
[coeff,score,latent,tsquared,explained,mu] = pca(RL2_mean, ‘NumComponents‘, NumComponents);

注意返回的T2依然是6个主成分的值。

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图3 T2统计量

可以计算保留的主成分空间和残差主成分空间的T2统计量

% 保留主成分空间的T2(其实就是马氏平方距离)
tsqreduced = mahal(score,score);
% 残差主成分空间的T2
tsqdiscarded = tsquared - tsqreduced;

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图4 主成分空间T2统计量

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图5 残差主成分空间T2统计量

 

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