Fisher判别分析详解

判别分析之Fisher判别、Bayes判别、距离判别的R实现案例 阅读详情

Fisher判别分析

将高维度空间的样本投影到低维空间上,使得投影后的样本数据在新的子空间上有最小的类内距离以及最大的类间距离,使得在该子空间上有最佳的可分离性
在这里插入图片描述
可以看出右侧投影后具有更好的可分离性。

Fisher判别分析和PCA差别

刚学完感觉两个很类似,实际上两个方法是从不同的角度来降维。

在这里插入图片描述
PCA是找到方差尽可能大的维度,使得信息尽可能都保存,不考虑样本的可分离性,不具备预测功能。
LAD(线性判别分析) 是找到一个低维的空间,投影后,使得可分离性最佳,投影后可进行判别以及对新的样本进行预测。

Fisher判别详解

Fisher判别分析是要实现有最大的类间距离,以及最小的类内距离
在这里插入图片描述
用二分类来分析,设样本数据集为 D = { ( X , Y ) } , X i 是 第 i 类 样 本 的 集 合 , i ∈ {   0 , 1 } D=\{(X,Y)\},X_i是第i类样本的集合,i\in\{\ 0,1\} D={(X,Y)},Xi​是第i类样本的集合,i∈{ 0,1} ,要找的最佳投影为 W W W。

记 μ i \mu_i μi​为第i类样本质心, N i N_i Ni​为第i类的数量 μ i = 1 N i ∑ x ∈ X i x \mu_i=\frac{1}{N_i}\sum_{x\in X_i} x μi​=Ni​1​∑x∈Xi​​x

  1. 最大的类间距离
    即要投影后两个样本的质心离得越远越好,那么就能得到
    J 0 = ( W T μ 1 − W T μ 0 ) 2 = ( W T ( μ 1 − μ 0 ) ) 2 = ( W T ( μ 1 − μ 0 ) ) ( W T ( μ 1 − μ 0 ) ) T = W T ( μ 1 − μ 0 ) ( μ 1 − μ 0 ) T W J_0=(W^T\mu_1-W^T\mu0)^2=(W^T(\mu_1-\mu0))^2=(W^T(\mu_1-\mu0))(W^T(\mu_1-\mu0))^T=W^T(\mu_1-\mu0)(\mu_1-\mu0)^TW J0​=(WTμ1​−WTμ0)2=(WT(μ1​−μ0))2=(WT(μ1​−μ0))(WT(μ1​−μ0))T=WT(μ1​−μ0)(μ1​−μ0)TW
    S 0 = ( μ 1 − μ 0 ) ( μ 1 − μ 0 ) T S_0=(\mu_1-\mu0)(\mu_1-\mu0)^T S0​=(μ1​−μ0)(μ1​−μ0)T ,那么 J 0 = W T S 0 W J_0=W^TS_0W J0​=WTS0​W
  2. 最小的类内距离
    即要使得投影后同一类的样本点尽可能聚拢在一起,离质心越近越好。
    J 1 = ∑ x ∈ X i ( W T x − W T u i ) 2 = ∑ x ∈ X i ( W T ( x − u i ) ) ( W T ( x − u i ) ) T = ∑ x ∈ X i W T ( x − u i ) ( x − u i ) T W J1=\sum_{x\in X_i} (W^Tx-W^Tu_i)^2=\sum_{x\in X_i} (W^T(x-u_i))(W^T(x-u_i))^T=\sum_{x\in X_i} W^T(x-u_i)(x-u_i)^TW J1=x∈Xi​∑​(WTx−WTui​)2=x∈Xi​∑​(WT(x−ui​))(WT(x−ui​))T=x∈Xi​∑​WT(x−ui​)(x−ui​)TW
    S 1 = ∑ x ∈ X i ( x − u i ) ( x − u i ) T S_1=\sum_{x\in X_i}(x-u_i)(x-u_i)^T S1​=∑x∈Xi​​(x−ui​)(x−ui​)T,那么 J 1 = W T S 1 W J1=W^TS_1W J1=WTS1​W

那么我们现在要使得 J 0 J0 J0尽可能大, J 1 J_1 J1​尽可能小,那么就是最大化 J = J 0 J 1 = W T S 0 W W T S 1 W J=\frac{J_0}{J_1}=\frac{W^TS_0W}{W^TS_1W} J=J1​J0​​=WTS1​WWTS0​W​

分式上下都有W,那么W和 α W \alpha W αW效果是一样的,不妨令 W T S 1 W = 1 W^TS_1W=1 WTS1​W=1,那么优化条件变成
J = W T S 0 W , s . t . : W T S 1 W = 1 J=W^TS_0W,s.t. :W^TS_1W=1 J=WTS0​W,s.t.:WTS1​W=1

用拉格朗日乘子法求解, L ( W , λ ) = W T S 0 W − λ ( W T S 1 W − 1 ) L(W,\lambda)=W^TS_0W-\lambda(W^TS_1W-1) L(W,λ)=WTS0​W−λ(WTS1​W−1)
d L = ( d w ) T S 0 W + W T S 0 d W − λ ( ( d w ) T S 1 W + W T S 1 d W ) dL=(dw)^TS_0W+W^TS_0dW-\lambda((dw)^TS_1W+W^TS_1dW) dL=(dw)TS0​W+WTS0​dW−λ((dw)TS1​W+WTS1​dW)
= W T S 0 T d W + W T S 0 d W − λ ( W T S 1 T d W + W T S 1 d W ) =W^TS_0^TdW+W^TS_0dW-\lambda(W^TS_1^TdW+W^TS_1dW) =WTS0T​dW+WTS0​dW−λ(WTS1T​dW+WTS1​dW)
= ( 2 W T S 0 − 2 λ W T S 1 ) d W =(2W^TS_0-2\lambda W^TS_1)dW =(2WTS0​−2λWTS1​)dW

运算过程是用到矩阵求导, S 0 T = S 0 S_0^T=S_0 S0T​=S0​。
那么 ∂ L ∂ W = ( 2 W T S 0 − 2 λ W T S 1 ) T = 2 S 0 W − 2 λ S 1 W \frac{\partial L}{\partial W}=(2W^TS_0-2\lambda W^TS_1)^T=2S_0W-2\lambda S_1W ∂W∂L​=(2WTS0​−2λWTS1​)T=2S0​W−2λS1​W ,导数为0处, S 0 W = λ S 1 W S_0W=\lambda S_1W S0​W=λS1​W
当 S 1 S_1 S1​可逆的时候, λ W = S 1 − 1 S 0 W \lambda W=S_1^{-1}S0W λW=S1−1​S0W,那么最优的 W W W即为 S 1 − 1 S 0 S_1^{-1}S_0 S1−1​S0​的最大的特征向量。
如果要将 X ∈ R n X\in R^n X∈Rn投影到 R d ( d &lt; n ) R^d (d&lt;n) Rd(d<n)的子空间中,则取前d个特征向量。

注意点:

1.LDA处理后的维度要小于类别数C,Sb的秩肯定小于等于C-1。
2.Sw矩阵不可逆情况很多,可以先用PCA处理成C-1维后再用LDA,效果挺好的
3.多分类情况下Sb用全局离散度矩阵减去类内离散度矩阵

参考博客:

线性分类器之Fisher线性判别
线性判别分析(Linear Discriminant Analysis)(一)
数模系列(7):Fisher判别分析(Fisher Discriminant Analysis)

Fisher判别分析 Fisher判别分析 首先我们得好清楚什么是Fisher算法?选取任何一本模式识别与智能计算的书都有这方面的讲解。首先得知道Fisher线性判别函数,在处理数据的时候,我们经常遇到高维数据,这个时候往往就会遇到“维数灾难”问题,即在低维空间可行,那么在高维空间往往却不可行,那么此时我们就可以降维,降高维空间降到低维空间。 可以考虑把维空间的样本投影到一直线上,形成一维空间,即把数据压缩到一维 阅读详情

相关推荐

fisher判别_判别分析

欢迎关注微信公众号“spss学习乐园”(ID:spssxxclass)阅读原文:判别分析​mp.weixin.qq.com导语:在生产、科研和日常生活中经常会遇到根据观 测到的数据资料,对所研究对象进行分类的问题。 例如在经济研究中要根据人均国民收入、人均工农 业产值、人均消费水平等多项指标判别一个国家经 济发展所属类别( 发达国家、中等发达、发展中国家 等); 在地质勘探中,根据岩石标本的多种特...

weixin_32787485的博客 3763

降维:主成分分析PCA以及Fisher线性判别(LDA)要点

PCA的作用就是在降维,PCA降维的目的:对原始数据进行特征提取,对于处于高维特征的向量,**内部存在很多冗余噪声**,通过**降维来获取数据内部的特性**,从而**提升特征表达能力**,**降低训练复杂度**。 因为信号的方差越大越好,说明蕴含了越多的信息。我们想降维,如果是三维转二维,那么就是要用二维中的一根轴去表示三维的信息,使得所有的样本点在轴上的投影方差越大越好。 目的----最大化投影方差,使得数据在主轴上的投影的方差最大。 步骤: 1、首先去中心化–中心化的意义是后面投影之后的均值是0,方便

RUN 2980

Python实战:用Fisher线性判别分析搞定鸢尾花分类(附完整代码)

本文详细介绍了如何使用Fisher线性判别分析(FLDA)实现鸢尾花分类,从数学原理到Python代码实现全面解析。通过计算类内离散度矩阵和类间离散度矩阵,寻找最优投影方向,最终达到98%的分类准确率。文章包含完整代码和可视化结果,适合机器学习初学者深入理解传统分类算法。

weixin_27310417的博客 303

fisher判别分析(LDA),Python

Fisher判别分析,或称为线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)。LDA有时也被称为Fisher’s LDA。最初于1936年,提出Fisher线性判别,后来于1948年,进行改进成如今所说的LDA。 关于Fisher判别的数学原理和推到过程,这里就不多介绍,附上另外一篇文章,写的很详细。 Fisher数学推导 建议看完推导过程再回来。 这里讨论二分类。 其实我们要的就是最终的结论: 因为我们最终计算的时候,就是通过这个公式来计算,方法有两种, 第一是通过1式计

PY_smallH的博客 3951

核Fisher判别分析法:多分类gda详解

Fisher判别分析(Fisher Discriminant Analysis, FDA)是一种经典的线性判别方法,由统计学家罗纳德·费舍尔在1936年提出。FDA的主要目的是在保证类间距离最大的同时,减小类内数据点的差异性,以此来找到最能够区分不同类别数据的特征子空间。通过这种变换,原本高维空间中的数据将被投影到低维空间中,而在这个新的空间中,各类数据点尽可能的分开。在数据科学和机器学习领域,线性模型因其简单性而广泛应用于各种问题。

weixin_31185473的博客 1241

SPSS判别分析实战:Fisher投影、逐步判别与企业评级

判别分析是一类经典的有监督分类与降维方法,核心是利用已知类别样本构建可复用的判别规则。其原理常用马氏距离消除量纲与相关性影响,或以Fisher投影最大化组间差异、最小化组内散布,再通过Wilks' Lambda等指标逐步筛选变量。技术价值在于把复杂指标转化为线性打分函数,并用交叉验证评估泛化能力。应用场景覆盖企业评级、信用风险识别、客户分群与生物分类。在SPSS中,disc.sav企业评级案例展示了从逐步判别、典则判别函数到Fisher分类函数系数、误判样本定位的完整工程路径。

weixin_31100517的博客 192

Fisher线性判别分析(FLD)原理与应用详解

线性判别分析(LDA)是一种经典的监督学习降维方法,通过最大化类间差异与最小化类内差异来寻找最优投影方向。其数学本质是求解散度矩阵的广义特征值问题,其中类内散度矩阵衡量同类数据的聚集程度,类间散度矩阵反映不同类别的分离程度。这种方法特别适用于分类任务的特征提取,能有效保留判别信息。在实际工程中,FLD常用于图像识别(如MNIST数据集处理)、客户分群等场景,配合Python的scipy.linalg.eigh等工具可高效实现。相比PCA等无监督方法,FLD利用标签信息使降维后的特征更具判别力,但需注意其线性

weixin_36122351的博客 319

Ubuntu 24.04下Loki+Alloy+Grafana日志分析系统的快速部署与实践

本文详细介绍了在Ubuntu 24.04系统上快速部署Loki+Alloy+Grafana轻量级日志分析系统的完整流程。通过二进制安装Loki、配置Alloy采集器以及设置Grafana可视化界面,构建了一套资源消耗低、易于管理的日志解决方案,并实战演示了如何采集和分析网络设备日志,特别适合资源有限的中小团队或边缘计算场景。

tensor9flow的博客 234

Python手撸机器学习系列(三):线性判别分析(Fisher究极详解,看不懂你锤死我)

目录1.原理概述2.原理详解2.1 输入2.2 投影2.3 求解www3.代码实现 1.原理概述 我们的目的是将高维的数据投影到一维直线上并在投影的值中取一个阈值进行分类,如下图所示:(绘画水平有限,将就着看) 在上图,很明显左边的投影更适合分类,因为两种类别(o和x)在投影直线上能轻松地找到一个阈值将其区分开来,而右边的投影方向则不适合当前分类。 所以我们需要求解一个适合的投影方向www 在理解fisher的时候,我遇到了很多不理解问题,在经过多本书籍的对比之后终于搞懂了,其大致的思路如下: 问题的初

qq_43601378的博客 2308

同物种,不同版本之间的坐标转化

是最常用的工具,如果有可用的链文件,这通常是最便捷的方法。CrossMap是一个功能强大的替代工具,支持多种文件格式和物种。自定义生成链文件适用于没有现成资源的情况,虽然复杂一些,但可以满足特定需求。Ensembl 和 Gramene提供的工具适用于支持的物种,尤其在植物基因组领域可能更具优势。选择合适的方法取决于你正在处理的物种、基因组版本以及现有的资源。

qq_40256654的博客 1852

Elasticsearch 8.17.1 JAVA工具类

整理了Elasticsearch8.17最新版的API工具类

weixin_39555954的博客 1125

Fisher判别分析 vs 逻辑回归:二分类模型到底选哪个?

本文深入对比了逻辑回归与Fisher线性判别分析在二分类问题中的应用。从算法原理、数据假设到SPSS实战操作,详细解析了两者的核心差异与适用场景。当数据满足多元正态分布且协方差同质时,Fisher判别分析理论更优;但在实际应用中,逻辑回归因其对数据要求宽松、能直接输出概率且稳健性强,往往成为更通用和首选的方法。

echo99的专栏 393

VSCode上搭建C/C++开发环境(vscode配置c/c++环境)Windows系统---保姆级教程

关于VSCode上搭建C/C++开发环境的内容,到这里就结束了,这里博主感叹一下,VSCode真的挺强大的,作为一个编辑器,可以通过和编译器链接成为开发环境,将环境配置好的话,在这上面写代码似乎也是个不错的选择。大家有任何疑问,欢迎在评论区中提出,本篇博客有任何问题和错误也欢迎来和博主讨论,真心希望能和大家一起进步。最后,如果本篇博客对你有帮助的话,能不能给博主一个三连啊!

2303_79329831的博客 8万+

【机器学习】有监督学习·由浅入深讲解分类算法·Fisher算法讲解

在前面的博客中,我们也讲解过分类算法,它的另外一个名字又叫做逻辑回归。🔗【吴恩达·机器学习】第三章:分类任务:逻辑回归模型(交叉熵损失函数、决策边界、过拟合、正则化)在那篇博客中,我们了解到简单的线性回归模型+阈值分割无法完成所有的分类任务,但是在回归模型的基础上引入逻辑函数,将其线性转换为非线性的逻辑回归模型,则可以很好的解决这个问题。事实上,逻辑回归只是解决分类问题其中一种方法,在此篇文章,我们将系统的了解分类问题,且就其中一种线性分类算法——Fisher 进行详细的讲解。➢问题的定义:设有满足独立同

Yaoyao2024的博客 1955

汽车ECU诊断刷写和OTA升级中的验签和校验

汽车ECU诊断刷写和OTA升级中的验签和校验

天赐好车的博客 617

ABAP Channels 之 WebSocket 通信实践:用 ABAP Push Channel 打造实时应用

摘要:本文介绍了ABAP Push Channel(APC)技术,它通过WebSocket协议实现ABAP系统与外部客户端的实时双向通信。文章对比了传统HTTP轮询与WebSocket的差异,解释了APC的事件模型及其接口演进(从IF_APC_WS_EXTENSION到IF_APC_WSP_EXTENSION)。通过仓库拣货等实际案例,展示了APC在企业级应用中的价值,如实时监控、协作场景等。文中还详细阐述了ABAP引擎中WebSocket的交互模型,说明其资源优化设计原理,并提供了基础代码示例。该技术解决

2007 年 ~ 2025 年,深耕 SAP 技术 18 年 293

Python实战:用sklearn轻松实现Fisher线性判别分析(LDA)降维与分类

本文通过Python实战,详细介绍了如何使用sklearn库轻松实现Fisher线性判别分析(LDA)。LDA是一种有监督的降维方法,其核心目标是实现投影后类内方差最小、类间方差最大,从而在保留关键判别信息的同时,有效提升后续分类任务的性能。文章以经典的Iris数据集为例,完整演示了从数据加载、LDA降维、结果可视化到模型解读的全过程,并探讨了LDA在工程实践中的数据预处理、参数调优及常见陷阱。

zzz56的博客 196

【Bug已解决】Codex Desktop 更新后无法启动/闪退解决方案

方案适用场景推荐指数清理本地缓存重启最常见、最应优先尝试的方案⭐⭐⭐⭐⭐完全卸载重装缓存清理无效时的进阶方案⭐⭐⭐⭐详细日志定位崩溃环节需要精确诊断问题原因⭐⭐⭐⭐锁定旧稳定版本确认是特定版本缺陷时的过渡方案⭐⭐⭐反馈官方支持团队自助方式无效时的最终途径⭐⭐⭐⭐Codex Desktop 更新后无法启动/闪退的本质通常是新版本程序在启动时读取到了旧版本遗留的、格式不兼容的本地缓存或配置数据,导致启动流程中途崩溃。

一键难忘的博客 6286

Fisher判别分析原理与Python实现:从投影方向到二分类实战

在机器学习与模式识别任务中,二分类问题通常需要从高维特征中寻找有效的决策边界,而线性判别分析(LDA)与Fisher判别分析正是经典且可解释性极强的解决方案。Fisher线性判别通过构造类内散布矩阵与类间散布矩阵,求解最优投影方向,使两类样本在降维后的特征空间中类间距离最大、类内离散度最小,本质上是一种监督数据降维与分类的融合技术。其核心思想不依赖复杂模型,仅需估计均值向量与协方差矩阵,即可在样本量有限、特征维度较高的场景下稳定工作,因此在工业质检、设备状态监测、金融风控等领域具有广泛应用价值。本文基于Nu

weixin_29050513的博客 84

【学习系列】SAP RAP 17:RAP应用部署集成至Fiori Launchpad 【S4HC Public Edition】

本文详细介绍了在SAP S/4HANA Cloud环境中部署RAP应用集成到Fiori Launchpad的两种方法:使用BAS(SAP Business Application Studio)和VSCode。主要步骤包括:1)在BTP中配置Destination连接ES环境;2)设置信任关系;3)创建BAS开发空间;4)通过Fiori应用生成器部署RAP应用;5)创建IAM App、Business Catalog和Business Role;6)配置Launchpad Space和Pages。文章还提供

DeveloperMrMeng的博客 960

ET2012新版免狗免安装绿色软件

ET2012新版免狗免安祖昂绿色软件。,新界面,新视觉,

从Fisher判别到核技巧:解锁非线性数据的分类密码

本文深入探讨了从Fisher判别到核技巧在非线性数据分类中的应用。通过分析Fisher判别的局限性,介绍了核Fisher判别分析(KFDA)如何通过核函数(如RBF核)将数据映射到高维空间,有效解决非线性分类问题。文章还提供了KFDA在光照变化下的人脸识别和医疗影像分析中的实战案例,并总结了核参数选择和调优策略,为机器学习从业者提供了宝贵的经验。

weixin_30906185的博客 230

pscad IEEE标准系统搭建说明

pscad IEEE标准系统搭建说明,包含典型的IEEE 9节点、14节点、30节点、39节点和118节点系统。内含标准测试系统的原始数据和潮流结果。

数学建模之Fisher判别

理论,编程步骤和优缺点 1.理论 判别分析是用于判别个体所属群体的一种统计方法,判别分析的特点是根据已掌握的、历史上每个类别的若干样本的数据信息,总结出客观事物分类的规律性,建立判别公式和判别准则。然后,当遇到新的样本点时,只要根据总结出来的判别公式和判别准则,就能判别该样本点所属的类别。判别分析是一种应用性很强的统计数据分析方法。 Fisher判别 (1)借助方差分析的思想构造一个线...

韩韩的博客 5438

老版QQ原生表情gif动态

这是老版的QQ表情,不过全是动态的的,Windows照片查看器是不会动的,可以右击用浏览器打开查看,再说一遍是老版的,只是分享给宁愿用老版也要动态的人。

VB摄像头监控

该VB模块可对摄像头捕获的画面进行录像等,可在创建的窗口进行控制

线性判别分析(Fisher)

线性判别分析(Fisher) Fisher线性判别分析 【符号约定】: 训练数据集 T={(x1⃗,y1),(x2⃗,y2)...(xN⃗,yN)},xi⃗∈Rp,yi∈{−1,1},i=1,2,3,...,NT=\{ (\vec{x_1},y_1),(\vec{x_2},y_2)...(\vec{x_N},y_N)\},\vec{x_i}\in{R^{p}},y_i\in{\{-1,1\}},i=1,2,3,...,NT={(x1​​,y1​),(x2​​,y2​)...(xN​​,yN​)},xi​​∈

琢光的博客 3685

Fisher判别分析_用于降维的方法

https://blog.youkuaiyun.com/u013943841/article/details/45080889 首先我们得搞清楚什么是Fisher算法?选取任何一本模式识别与智能计算的书都有这方面的讲解。首先得知道Fisher线性判别函数,在处理数据的时候,我们经常遇到高维数据,这个时候往往就会遇到“维数灾难”的问题,即在低维空间可行,那么在高维空间往往却不可行,那么此时我们就可以降数据降维...

gaotihong的博客 8201

Fisher线性判别分析以及python实现

文章目录线性判别函数基本概念Fisher线性判别分析基本思想最优方向推导过程转换为判别函数完整代码 线性判别函数基本概念 我们主要讨论在两类情况下判别函数为线性的情况,这里给出一般情况:g(x)=wTxg(\bf{x})=\bf{w}^T \bf{x}g(x)=wTx+w0w_0w0​ 式子中x\bf{x}x为d维样本向量,w\bf{w}w为权向量,如下: x=[x1x2⋮xd],w=[w1w2⋮wd]\bf{x}=\begin{bmatrix} x_1 \\ x_2 \\ \vdots \\ x_d \e

weixin_50744311的博客 7273
上一篇: 南昌邀请赛 J. Distance on the tree
下一篇: D. Karen and Cards(思维)
PinappleMi
博客等级 码龄9年 10粉丝 48原创
评论 2
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值