【机器学习】特征降维 - 主成分分析PCA

「作者主页」:士别三日wyx
「作者简介」:CSDN top100、阿里云博客专家、华为云享专家、网络安全领域优质创作者
「推荐专栏」:零基础快速入门人工智能《机器学习入门到精通》

相关系数

提取的特征当中,有一些相关(相似)的「冗余特征」,这种特征是没有必要统计的,我们需要「减少」相关的特征,留下不相关的特征。也就是「特征降维」。

特征降维的方式有很多,这里使用其中的一种:主成分分析

一、主成分分析

主成分分析(Principal Component Analysis,PCA), 是一种「统计」方法。通过正交变换将一组可能存在「相关性」的变量转换为一组「线性不相关」的变量,转换后的这组变量叫「主成分」。

统计变量时,变量个数太多并且有很强的相关性,也就是有很多「相似」的变量,这些变量会增加分析的工作量和「复杂性」。

而主成分分析可以根据变量之间的相关性,建立新的变量来替代哪些重复且不重要的变量;也就是用较少的变量来代替原来较多的变量,并可以反映原来多个变量的大部分信息,从而提升处理数据的「速度」。

比如评选三好学生,每个学生有身高、体重、家境、成绩等多个特征,但身高、体重这些特征对于评选来说是无用的,那我们就去掉这种无用特征,用成绩来代替他们。

sklearn.decomposition.PCA( n_components=None )

  • PCA.fit_transform( data ) :接收数据并进行降维
  • PCA.inverse_transform( data ):将降维后的数据转回原始数据
  • PCA.get_covariance():获取协方差数据
  • PCA.get_params():获取模型数据
  • n_components:指定维度(小数:最终保留百分之多少的信息,整数:减少到多少特征)

二、指定维度

n_components 参数为「整数」,意思是降低到「指定维度」。

python 复制代码
from sklearn import decomposition

# 测试数据
data = [[2,8,4,5], [6,3,0,8], [5,4,9,1]]

# 初始化
pca = decomposition.PCA(n_components=2)

# 降维
result = pca.fit_transform(data)
print(result)

输出:

bash 复制代码
[[ 1.28620952e-15  3.82970843e+00]
 [ 5.74456265e+00 -1.91485422e+00]
 [-5.74456265e+00 -1.91485422e+00]]

从结果可以看到,特征从原本的3维降低到现在的2维。

PS:本来有3列,称为3维度;降维后变成2列,称为2维。

三、保留比例

n_components参数为「小数」,意思是降维后保留百分之多少的信息。

python 复制代码
from sklearn import decomposition

# 测试数据
data = [[2,8,4,5], [6,3,0,8], [5,4,9,1]]

# 初始化
pca = decomposition.PCA(n_components=0.30)

# 降维
result = pca.fit_transform(data)
print(result)

输出:

bash 复制代码
[[ 1.28620952e-15]
 [ 5.74456265e+00]
 [-5.74456265e+00]]

从结果可以看到,特征有原来的4维降低到1维,只保留了30%的信息。

四、获取协方差

python 复制代码
from sklearn import decomposition

# 测试数据
data = [[2,8,4,5], [6,3,0,8], [5,4,9,1]]

# 初始化
pca = decomposition.PCA(n_components=2)

# 降维
result = pca.fit_transform(data)
print(pca.get_covariance())

输出:

bash 复制代码
[[  4.33333333  -5.5         -1.66666667   1.16666667]
 [ -5.5          7.           1.5         -1.        ]
 [ -1.66666667   1.5         20.33333333 -15.83333333]
 [  1.16666667  -1.         -15.83333333  12.33333333]]

五、返回原始数据

将降维后的数据转换成原始数据

python 复制代码
from sklearn import decomposition

# 测试数据
data = [[2,8,4,5], [6,3,0,8], [5,4,9,1]]

# 初始化
pca = decomposition.PCA(n_components=2)

# 降维
result = pca.fit_transform(data)
print(pca.inverse_transform(result))

输出:

bash 复制代码
[[2. 8. 4. 5.]
 [6. 3. 0. 8.]
 [5. 4. 9. 1.]]
相关推荐
爱喝奶茶的企鹅6 分钟前
Ethan独立开发新品速递 | 2025-08-18
人工智能·程序员·开源
七夜zippoe7 分钟前
如何使用 AI 大语言模型解决生活中的实际小事情?
人工智能·语言模型·生活
算家计算16 分钟前
一行命令,玩转所有主流音视频格式!一站式音视频处理工具——FFmpeg本地部署教程
人工智能
音视频牛哥17 分钟前
从「行走」到「思考」:机器人进化之路与感知—决策链路的工程化实践
机器学习·机器人·音视频开发
AAA修煤气灶刘哥21 分钟前
Java+AI 驱动的体检报告智能解析:从 PDF 提取到数据落地全指南
java·人工智能·后端
AI 嗯啦29 分钟前
SQL详细语法教程(四)约束和多表查询
数据库·人工智能·sql
三块钱079442 分钟前
如何让AI视频模型(如Veo)开口说中文?一个顶级提示词的深度拆解
人工智能
轻松Ai享生活1 小时前
从0-1学习CUDA | week 1
人工智能
蒋星熠1 小时前
C++零拷贝网络编程实战:从理论到生产环境的性能优化之路
网络·c++·人工智能·深度学习·性能优化·系统架构
wayman_he_何大民1 小时前
初始机器学习算法 - 关联分析
前端·人工智能