什么是PCA?
PCA(主成分分析)是一种常用的无监督降维方法,通过线性变换将高维数据投影到低维空间,保留主要信息。其核心目标是:
- 简化数据复杂度 📊
- 去除冗余特征 🧹
- 可视化高维数据 🌐
核心原理
协方差矩阵计算
通过计算特征之间的协方差,确定数据的关联性。特征值分解
分解协方差矩阵,获取主成分方向(特征向量)和方差贡献(特征值)。选择主成分
按特征值大小排序,保留贡献率最高的前k个主成分。
实施步骤
- 标准化数据 → 保证不同特征的量纲一致
- 计算协方差矩阵 → 了解特征间关系
- 分解矩阵 → 得到特征向量和特征值
- 投影数据 → 降维到目标维度
应用场景
- 图像压缩 📷(如MNIST手写数字识别)
- 生物信息学 🧬(基因数据降维)
- 推荐系统 🧭(用户-物品关系简化)
- 可视化分析 📈(如高维数据可视化教程)