在matlab中实现PCA算法

本文详细介绍了一种常用的数据降维方法——主成分分析(PCA),包括矩阵标准化、计算相关系数矩阵、求解特征值与特征向量等步骤,并提供了MATLAB实现代码。此外,还介绍了如何利用MATLAB内置函数简化PCA过程。
function [V,S,E]=princa(X)
[m,n]=size(X); %计算矩阵的行m和列n
 
%-------------第一步:标准化矩阵-----------------%
mv=mean(X); %计算各变量的均值
st=std(X); %计算各变量的标准差
X=(X-repmat(mv,m,1))./repmat(st,m,1); %标准化矩阵X
 
%-------------第二步:计算相关系数矩阵-----------------%
% R1=X'*X/(m-1); %方法一:协方差矩阵计算公式
% R2=cov(X);     %方法二:协方差矩阵计算函数
R=corrcoef(X); %方法三:相关系数矩阵函数
 
%-------------第三步:计算特征向量和特征值-----------------%
[V,D]=eig(R);       %计算矩阵R的特征向量矩阵V和特征值矩阵D,特征值由小到大
V=(rot90(V))';      %将特征向量矩阵V从大到小排序
D=rot90(rot90(D));  %将特征值矩阵由大到小排序
E=diag(D);          %将特征值矩阵转换为特征值向量
 
%-------------第四步:计算贡献率和累计贡献率-----------------%
ratio=0; %累计贡献率
for k=1:n
    r=E(k)/sum(E);   %第k主成份贡献率
    ratio=ratio+r;  %累计贡献率
    if(ratio>=0.9)  %取累计贡献率大于等于90%的主成分
        break;
    end
end
 
%-------------第五步:计算得分-----------------%
S=X*V;

 

如果要求主成分分析,用matlab自带一个的函数(princomp)就行。Princomp调用如下:
[COEFF,SCORE,latent,tsquare] = princomp(zscore(X))

zscore(X)是对矩阵X进行标准化操作。
COEFF是X矩阵所对应的协方差阵的所有特征向量组成的矩阵,即变换矩阵或称投影矩阵,每列对应一个特征值的特征向量,列的排列顺序是按特征值的大小递减排序
相当于上面程序中的V,它表示的是主成分的系数。
SCORE是对主成分的打分,也就是说原X矩阵在主成分空间的表示。每行对应样本观测值,每列对应一个主成份(变量),它的行和列的数目和X的行列数目相同。(相当于上面程序中的S)
latent是一个向量,它是X所对应的协方差矩阵的特征值向量。 (相当于程序中的E)
特征值与分数之间的关系:latent=diag(cov(SCORE));
tsquare是表示对每个样本点Hotelling的T方统计量
计算PCA的时候,如果直接有现成的协方差阵,用函数pcacov来计算。

参考资源链接:[PCA人脸识别算法Matlab代码移植与应用](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/2cfpboqdo1?utm_source=wenku_answer2doc_content) 为了在Matlab实现PCA算法进行人脸识别并优化代码以便于移植到其他平台,首先推荐资源《PCA人脸识别算法Matlab代码移植与应用》。该资源详细介绍了PCA算法在人脸识别中的应用,并且提供了相应的Matlab代码实现,这对于理解PCA算法实现细节和移植到其他平台至关重要。 在Matlab实现PCA算法进行人脸识别的步骤大致如下: 1. 数据准备:准备一组人脸图像作为训练数据集,并进行预处理,包括灰度化、大小归一化等。 2. 计算均值:计算所有训练图像的平均脸。 3. 构造协方差矩阵:基于预处理后的图像数据计算协方差矩阵。 4. 特征分解:对协方差矩阵进行特征分解,得到特征值和特征向量。 5. 主成分选择:选择具有最大特征值的前k个特征向量作为主成分。 6. 特征提取:将原始图像数据投影到选定的主成分上,得到特征向量。 7. 分类器设计:使用适当的分类算法,如最近邻分类器或支持向量机(SVM),对特征向量进行分类以实现识别。 为了优化代码以便于移植到其他平台,需要考虑以下几点: - 移除Matlab专有函数:使用通用的代码来替代Matlab专有的函数和语法结构。 - 数据格式通用性:确保数据读取和存储方式在不同平台间保持一致,便于移植和数据交换。 - 模块化设计:将代码划分为独立的模块,每个模块完成特定的功能,便于修改和重用。 - 平台兼容性测试:在目标平台进行代码测试,确保算法移植后能稳定运行。 通过上述步骤和优化措施,可以实现PCA算法Matlab上的成功运行,并优化代码以便于移植到如C++或Python等其他编程语言平台。推荐深入学习《PCA人脸识别算法Matlab代码移植与应用》资源,以掌握更多关于PCA算法实现和代码移植的细节与技巧。 参考资源链接:[PCA人脸识别算法Matlab代码移植与应用](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/2cfpboqdo1?utm_source=wenku_answer2doc_content)
评论 2
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
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
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