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降维技术使得数据变得更易使用，并且它们往往能够去除数据中的噪声，使得机器学习任务往往更加精确。
降维往往作为预处理步骤，在数据应用到其它算法之前清洗数据。有很多技术可以用于数据降维，在这些技术中，独立成分分析（Independent Component Analysis, ICA）、因子分析（Factor Analysis）、主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）比较流行，其中又以主成分分析应用最广泛。
PCA可以从数据中识别其主要特征，它是通过沿着数据最大方差方向旋转坐标轴来实现的。选择方差最大的方向作为第一条坐标轴，后续坐标轴与前面的坐标轴正交。
协方差矩阵上的特征值分析可以用一系列的正交坐标轴来获取。
降维的优点
1 使得数据集更易使用
2 降低很多算法的计算开销
3 去除噪声
4 使得结果易懂
缺点
1 不一定需要，且有可能损失有用信息
注意：PCA技术适用于数值型数据，不适用与名义数据
假设有如下数据需要进行预处理，数据集合约1000行。
PCA算法的伪代码大致如下：
1 去除平均值
2 计算协方差矩阵
3 计算协方差矩阵的特征值和特征向量
4 将特征值从大到小排序
5 保留最上面的N个特征向量
6 将数据装换到上述N个特征向量构建新的特征空间中
本文通过PCA算法对数据降维处理，主要代码如下
1 from numpy import * 2 3 def loadDataSet(filename, delim = ‘\t‘): 4 fr = open(filename) 5 stringArr = [line.strip().split(delim) for line in fr.readlines()] 6 datArr = [map(float, line) for line in stringArr] 7 return mat(datArr) 8 9 def pca(dataMat, topNfeat=9999999): 10 11 meanVals = mean(dataMat, axis=0) 12 meanRemoved = dataMat-meanVals 13 covMat = cov(meanRemoved, rowvar = 0) 14 eigVals, eigVects = linalg.eig(mat(covMat)) 15 eigValInd = argsort(eigVals) 16 eigValInd = eigValInd[:-(topNfeat+1):-1] 17 redEigVects = eigVects[:, eigValInd] 18 lowDDataMat = meanRemoved * redEigVects 19 reconMat = (lowDDataMat * redEigVects.T) + meanVals 20 21 return lowDDataMat, reconMat
以列为对象，画出原始数据的散点图
主成分分析后的叠加图像
画图Python代码
import pca reload(pca) dataMat = pca.loadDataSet(‘testSet.txt‘) lowDmat, reconMat = pca.pca(dataMat, 1) import matplotlib import matplotlib.pyplot as plt fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111) ax.scatter(dataMat[:, 0].flatten().A[0], dataMat[:, 1].flatten().A[0], marker = ‘^‘, s = 90) ax.scatter(reconMat[:, 0].flatten().A[0], reconMat[:, 1].flatten().A[0], marker = ‘o‘, s = 50, c = ‘red‘)
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原文地址：http://www.cnblogs.com/hdu-2010/p/4381533.html
