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机器学习入门 7-5 高维数据映射为低维数据

在上一小节提到主成分分析的本质就是从一组坐标系转移到另外一组新的坐标系的过程,而由于我们原来为n维坐标系,因此转换之后的坐标系也有n个维度,只不过对于转换后的坐标系来说,取出前k个更加重要的方向,因此W...接下来就是如何将我们n个特征维度的样本矩阵X转换成k维。对于一个样本和一个w进行点乘,结果其实就是将这个样本映射到w这个轴上。...至此就完成了将m个样本从高维n映射到低维k的操作。 二 低维数据映射回高维数据 ? 在第一个部分介绍了如何将高维的样本数据映射到低维的样本数据。...首先通过主成分分析法得到Wk矩阵,然后通过样本矩阵X与Wk矩阵的转置的乘法操作,就可以从高维数据向低维数据的映射Xk; 当然得到的Xk与Wk相乘得到的就是从低维数据映射到高维数据Xm,当然虽然Xm和X的形状相同...pca所做的事情其实就是寻找另外的一个坐标系,这个坐标系中每一个轴依次可以表达原来样本他们的重要程度,也就是主成分,我们取出前k个最重要的主成分,然后就可以将所有的样本映射到这k个轴上,获得一个低维度的数据信息

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QEBA:基于类边界查询访问的黑盒攻击

实验方面也很出彩,不仅在线下的实验中证明了论文中方法的有效性,而且在线上API的攻击中也获得了不错的效果。 01 预备知识 已知分类器模型为,输入样本为,标签的预测向量为。...子空间类型 在该论文中,作者引入了三种子空间,并介绍了如何将子空间中的向量投影到图像空间中。 QEBA-S 基于对输入图像梯度具有局部相似性的观察。大部分梯度位于由双线性插值操作跨越的低维子空间中。...QEBA-I 主成分分析是一种标准的降维方法,在高维空间中给定一组数据点,的目标是寻找一个低维子空间,从而使数据点在子空间上的投影最大化。作者利用优化模型梯度矩阵的子空间。...由于待攻击模型的参数无法访问,作者使用一个参考模型来计算一组图像梯度;然后进行主成分分析以提取前个主要成分,并将这个向量张成维子空间。考虑到计算内存和时间的代价,作者采用了随机方法。...04 实验结果 为了评估所提出方法的有效性,作者首先在图(a)和图(c)中分别显示了ImageNet和CelebA在使用不同数量的查询进行攻击过程中的平均。

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    自编码器AE全方位探析:构建、训练、推理与多平台部署

    工作原理: 编码器:使用线性函数将输入映射到潜在空间。 解码器:使用线性函数将潜在空间映射回原始空间。 与PCA的关系:可以证明线性自动编码器与主成分分析(PCA)在某些条件下等价。...---- 三、自编码器的应用场景 数据降维 定义:数据降维是减小数据维度的过程,以便更有效地分析和可视化。 工作原理:自动编码器通过捕捉数据中的主要特征,并将其映射到较低维度的空间,实现降维。...4.5 多平台推理部署 在许多实际应用场景中,可能需要将训练好的自动编码器模型部署到不同的平台或设备上。这可能包括云端服务器、边缘设备、移动应用等。...理论与实践的结合可以增强对自动编码器复杂性的理解,并为实际应用打下坚实基础。 多场景应用 自动编码器的灵活性在许多应用场景中得到了体现,从图像重构到异常检测等。...这些细节反映了模型从实验到生产的整个生命周期,并涉及许多实际问题和解决方案。 多平台推理 通过ONNX等开放标准,我们展示了如何将自动编码器部署到不同平台上。

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    应用:数据预处理-异常值识别

    6-7步骤,实际检验效果仍然可以达到不抽样的85%以上 4.拉依达准则 这个方法更加偏统计一些,设计到一些距离的计算,勉强放在空间识别里面 这种判别处理原理及方法仅局限于对正态或近似正态分布的样本数据处理...现在也用在电商、出行、搜索领域检验一些无监督模型的质量、数据质量。 当我们新上一个模型,部分用户的反馈特别异常,我们不知道是不是异常数据,在接下来的分析中需不需要剔除,我们可以用统计学方法予以取舍。...其中,D为对角阵,其每一个值为X所对应的特征值;P的每一列为X的所对应的特征向量,并将D中的特征值从大到小排列,相应的改变P所对应的列向量。...解释一下上面两个公式,先计算score中orgindata的列减去前j个主成分映射回原空间的newdata下的欧式范数值;再考虑不同主成分所需乘以的权重,这边,我们认为,第一主成分所代表的数据中正常数据更多...这边我们通过图像可以看出: 1.输入层中,输入变量个数与输出层中,输出变量一致 2.中间层的节点数小于输入输出层节点 3.整个训练过程是一个先压缩后解压的过程 常规的,我们通过mse来看模型的误差

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    【机器学习 | 开山篇】打造坚实基础、Kaggle 登榜之路

    欢迎大家订阅 该文章收录专栏 [✨— 《深入解析机器学习:从原理到应用的全面指南》 —✨] 开篇词 机器学习主要是三个核心步骤,算法进行到每一步都要围绕以下三步 如何将现实场景中的问题抽象成相应的数学模型...如何对相应的数学模型参数进行求解。 如何根据实际问题提出评估方案,对应用的数学模型进行评估,看是否解决了实际问 题。...在监督学习中,我们使用输入特征与其对应的输出标签进行训练,并通过最小化预测值与真实标签之间的差异(损失函数)来优化模型。...常见的非监督学习算法包括聚类(如K-means、层次聚类)、关联规则挖掘和主成分分析(PCA)等。 3....非监督学习可以帮助我们发现数据中的隐藏模式,进行分群、异常检测等。它对于探索性数据分析和特征工程非常有用。

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    商业决策中如何快速找到问题关键?变量降维算法详解

    了解了主成分分析的理论基础,接下来从数字化实现的角度来学习主成分分析。 02 主成分分析的计算过程 主成分分析可以通过建模的方式,确定输入变量的主要成分。...经验证,以上求得的权重矩阵即方差-协方差矩阵对应的特征向量所构成的矩阵,所以,以上求解过程就转换为了求解∑的特征根方程 =0,将得到的特征根按照从大到小排序 分别为对应特征根的特征向量,则第i主成分为...每个主成分解释的变异为: 由于主成分是通过最大化线性组合的方差来得到的,所以它对变量的测量尺度非常敏感,当原始变量量纲不一致时,得到的主成分分析的结果也是不准确的,为了避免数据量纲对最终结果产生影响,...场景2:确定哪些因素可以纳入到后续的分析模型中,比如后续要进行波士顿矩阵分、聚类分析,那么应该保留哪些变量呢?...CITIES_10”记录了十个沿海省份的经济指标,希望根据现有的数据指标分析评价每个省的经济状况,那么应该保留哪些变量放入模型中呢? 1)计算相关系数矩阵,判断当前的数据是否适合进行主成分分析。

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    【R语言】factoextra生成发表级PCA主成分分析图(二)

    前面给大家简单介绍了做PCA分析并绘图的R包factoextra ☞【R语言】factoextra生成发表级PCA主成分分析图(一) 主要讲了如何展示样本的主成分分析结果,即样本在新的空间中的分布情况...iris.pca <- PCA(iris[,-5], graph = T) #获取样本的主成分分析结果 var <- get_pca_var(iris.pca) #查看特征分布 fviz_pca_var...柱形图来展示,原始四个特征对PC1的贡献程度 fviz_contrib(iris.pca, choice = "var", axes = 1) 与var$contrib中的结果一致 当然我们可以展示每一个原始特征对...,下一期我们将跟大家分享,如何将样本和特征同时展示在以PC为坐标的图上。...参考资料: ☞R做PCA主成分分析 ☞【R语言】factoextra生成发表级PCA主成分分析图(一)

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    特征工程(五): PCA 降维

    通过自动数据收集和特征生成技术,可以快速获得大量特征,但并非所有这些都有用。我们前面讨论了基于频率的滤波和特征缩放修剪无信息的特征。现在我们来仔细讨论一下使用主成分分析(PCA)进行数据降维。...本章标志着进入基于模型的特征工程技术。在这之前,大多数技术可以在不参考数据的情况下定义。对于实例中,基于频率的过滤可能会说“删除所有小于n的计数“,这个程序可以在没有进一步输入的情况下进行数据本身。...如果在下一步管道是一个线性模型,然后线性相关的特征会浪费空间和计算能力。为了避免这种情况,主成分分析尝试去通过将数据压缩成更低维的线性来减少这种“绒毛”子空间。 在特征空间中绘制一组数据点。...在这些用例中,它作为一种类型工作因子分析,一组旨在描述观察结果的统计方法使用少量未观察因素的数据变异性。在因素分析中应用程序,目标是找到解释性成分,而不是转换数据。...但行业可能不是解释结果的最好方式。 分析师也在寻找观察到的统计数据中意外的相关性 特别是文体因素模型 [Connor,1995] 在个体股票时间序列矩阵上运行 PCA 返回寻找共同变化的股票。

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    单GPU就能压缩模型,性能不变参数少25%!微软提出模型稀疏化新方法

    而实际结果也是非常不错的,在LLAMA-2 70B、OPT 66B和Phi-2模型上,SliceGPT去除了多达25%的模型参数,还保证了模型本身99%、99%以及90%的零样本任务的性能。...利用这一点来编辑Transformer架构中的每个区块,从而将区块间的信号矩阵1投影到其自身上,之后移除变换后权重矩阵的列或行,以减小模型的大小。 3....研究人员引入了主成分分析法(PCA)计算各层变换的方法,从而将区块间的信号投射到其主成分上。 最后,再讲讲删除次要主成分和剪掉修改后网络的行或列是如何对应上的。...现在假设Xℓ是Transformer一个区块的输出,经过RMSNorm的处理后,以RMSNorm(Xℓ)的形式输入到下一个区块。...主成分分析的目标通常是获取数据矩阵X,并计算其低维表示Z和X的近似重构。 其中第二个等式的左半部分,即代表X的近似重构。

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    CS229 课程笔记之十一:主成分分析

    本章我们将介绍另一种降维方法:「主成分分析」法(PCA)。该方法更加直接,只需要特征向量的计算,不需要 EM 求解。 给定一个数据集 ,其中 。...考虑到飞行的特殊性,这两个属性是存在「正相关」关系的,即实际上数据的信息量是 n-1 维的。PCA 解决的就是如何将多余属性去除的问题。 将上述两个属性使用坐标图进行展示,得到: ?...可以看到, 展示出了数据之间的相关性,称之为“主方向”; 则代表主方向之外的噪声。PCA 要做的就是找到「主方向」,并将数据投影到该方向,达到降维的目的。...前 k 个即最大的 k 个特征值所对应的特征向量,这些特征向量形成了一个新的正交基底(k 维)。 基于该基底,可以将 进行降维: 向量 被称为数据的前 k 个「主成分」。...;对线性分类器即意味着 VC 维的减小 「降噪」:去除数据中的无关干扰因素 4 总结 关于目前所学的降维与聚类方法可以总结为如下表格: 密度估计(概率方法) 非概率方法 降维 因子分析 主成分分析 聚类

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    特征工程系列之降维:用PCA压缩数据集

    这些坐标表示只有投影向量的长度,而不是方向。乘以主成分给我们的长度和方向。另一个有效解释是,多余的乘法将坐标旋转回原点原始特征空间。( V 是正交矩阵,并且正交矩阵旋转他们的输入不拉伸或压缩)。...所以 ZCA 白化产生的数据尽可能接近原始数据(欧几里德距离)。 主成分分析的局限性 当使用 PCA 进行降维时,必须解决使用多少个主成分( k )的问题。...在这些用例中,它作为一种类型工作因子分析,一组旨在描述观察结果的统计方法使用少量未观察因素的数据变异性。在因素分析中应用程序,目标是找到解释性成分,而不是转换数据。...但行业可能不是解释结果的最好方式。分析师也在寻找观察到的统计数据中意外的相关性 特别是文体因素模型 [Connor,1995] 在个体股票时间序列矩阵上运行 PCA 返回寻找共同变化的股票。...这里的建模假设是方差充分代表了包含在数据中的信息。等价地,该模型寻找线性特征之间的相关性。这在几个应用程序中用于减少相关性或在输入中找到共同因素。PCA 是一种众所周知的降维方法。

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    ZFNet(2013)及可视化的开端

    map上每个位置的值都代表与某种模式的相似程度,但因为其位于特征空间,不利于人眼直接观察对应的模式,为了便于观察理解,需要将其映射回像素空间,“从群众中来,到群众中去”,论文《 Visualizing...可视化操作,针对的是已经训练好的网络,或者训练过程中的网络快照,可视化操作不会改变网络的权重,只是用于分析和理解在给定输入图像时网络观察到了什么样的特征,以及训练过程中特征发生了什么变化。...可以将尺寸恢复到与输入相同,相当于上采样过程,该操作的做法是,与convolution共享同样的卷积核,但需要将其左右上下翻转(即中心对称),然后作用在来自上层的feature map进行卷积,结果继续向下传递...不断经历上述过程,将特征映射回输入所在的像素空间,就可以呈现出人眼可以理解的特征。给定不同的输入图像,看看每一层关注到最显著的特征是什么,如下图所示: ?...,观察对正类输出概率的影响,以此来分析哪个区域对分类结果的影响最大,即对当前输入图像,网络最关注哪个区域。

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    独家 | 主成分分析用于可视化(附链接)

    标签:主成分分析 主成分分析是一种无监督的机器学习技术。可能它最常见的用处就是数据的降维。主成分分析除了用于数据预处理,也可以用来可视化数据。一图胜万言。...我们可以通过可视化学习到一个模式是否可以被观察到,因此估计哪个机器学习模型是合适的。 用二维数据描述事物是容易的。正常地,一个有x轴y轴的散点图就是二维的。...实际上,当我们检查上面的图时,不仅可以看到点被破坏了,而且当我们删除成分时,x轴和y轴的范围也更小。 在机器学习方面,我们可以考虑在此数据集中仅使用一个特征进行分类,即第一个主成分。...你了解了如何使用主成分分析来可视化数据。...具体来说,你了解到: 使用 PCA 在 2D 中可视化高维数据集 如何使用 PCA 维度中的图来帮助选择合适的机器学习模型 如何观察 PCA 的解释方差比 解释方差比对机器学习意味着什么 编辑:王菁

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    电潜泵的预测性维护——检测电潜泵的故障

    主成分分析(PCA)被广泛认为是一种用于降维、特征值提取和数据可视化的预处理方法。PCA可以作为一种无监督机器学习技术,分析泵轴断裂的原因。...前两个主成分具有最大的方差,仅通过前两个主成分就可以可视化原始参数中的大部分信息。 PCA诊断模型 PCA诊断模型被应用于识别泵轴断裂的原因和时间。...以E52ST1井为例,观察到八个主成分捕获了原始输入参数99%以上的方差,如图所示。 第一和第二主成分具有最高的方差,并在原始数据中捕获了大约70%的方差。...在这个时间段内,随着时间步长的增加,结果清楚地显示了稳定区域、不稳定区域和故障区域三个不同的聚类。在开始时,ESP投入生产。观察到正常运行的输入变量参数形成了一个稳定区域的聚类。...此外,选择与不稳定或故障区域时间段相对应的历史数据作为测试数据集(Xtesting),输入到PCA模型中。这个过程可以针对导致故障的历史泵轴断裂事件重复进行。

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    深度学习系列笔记(三)

    深度学习系列笔记(三) 主成分分析(principal components analysis, PCA) 主成分分析是一个简单的机器学习算法,可以通过基础的线性代数知识推导。...具体来讲,为了简化编码器,我们使用矩阵乘法将编码映射回R^n,即g(c)=Dc,其中D \in R^{n \times l}是定义解码的矩阵。...为了使编码问题简单一些,PCA限制D的列向量彼此正交。 衡量最优编码的一种方式:解码之后的向量和输入的向量之间的距离最小,可以使用范数来衡量他们之间的距离。在PCA算法中,我们使用L^2范数。...\arg \min =\arg \min\limits_d -2Tr(X^TXdd^T)+Tr(dd^TX^TXdd^T)​​ 因为循环改变迹运算中相乘矩阵的顺序不影响结果 =\arg \min\limits_d...具体来讲,最优的d是X^TX最大特征值对应的特征向量。 以上推导特定于l=1的情况,仅得到了第一个主成分。更一般地,当我们希望得到主成分的基时,矩阵D由前l个最大的特征值对应的特征向量组成。

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    R语言进阶之主成分分析

    ‍今天我们将要学习R语言进阶中最重要的统计内容---主成分分析,它在我们的研究中几乎是无处不在,应用最广的就是将主成分放入回归模型进行拟合,用于矫正相关的混杂因素。...主成分分析的基本思想是将多个变量进行线性组合,在保留原数据主要特征的同时减少变量个数,从而达到降维的目的。R语言的内置函数princomp()提供了未经旋转的主成分分析。 1....常规主成分分析 在这里,我还将以鸢尾花数据集(iris)为例介绍如何在R中进行主成分分析: # 主成分分析 # 输入原始数据并提取相关主成分 mydata 主成分的累计方差贡献率达到95.8%,并且碎石图的结果也显示前两个主成分所占方差较大,因此我们其实只要用这两个主成分就能很好描述鸢尾花的特征了。...各个主成分的载荷实际上反应的是各原始变量和主成分的关系,从图中结果我们不难看出,主成分1主要反映花萼长度、花瓣的长度和花瓣的宽度这三个原始变量,而主成分2主要反映花萼宽度这个原始变量,因此前两个主成分基本就能完全反映所有的变量特征了

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    【数据分析】数据分析领域中最为人称道的七种降维方法|技术专区

    主成分分析 (PCA) 主成分分析是一个统计过程,该过程通过正交变换将原始的 n 维数据集变换到一个新的被称做主成分的数据集中。...变换后的结果中,第一个主成分具有最大的方差值,每个后续的成分在与前述主成分正交条件限制下与具有最大方差。降维时仅保存前 m(m 主成分即可保持最大的数据信息量。...需要注意的是主成分变换对正交向量的尺度敏感。数据在变换前需要进行归一化处理。同样也需要注意的是,新的主成分并不是由实际系统产生的,因此在进行 PCA 变换后会丧失数据的解释性。...前向特征构造和反向特征消除都十分耗时。它们通常用于输入维数已经相对较低的数据集。算法示意图如下: ?...最后的最佳模型的性能通过采用所有特征进行训练模型的基准准确度与 ROC 曲线下的面积来进行比较。下面是对所有比较结果的对比。 ?

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    家里有两只猫给挖坑,还有世界美食的诱惑,我就被无监督学习彻底收服了!

    然后,我通过使用自然语言处理技术将文本数据转换为一种可以输入机器学习算法中的格式。最后,我利用主成分分析(PCA)和主题建模来获得数据的更深层面的理解。...之后我将注意力集中在主成分分析(PCA)和主题生成模型(LDA)上,更多的结果分析接下来和大家一起讨论和分享。...▌结果分析 为了对数据进行可视化,需要先进行降维操作,从1982维的特征空间减少到2维,通过PCA 保留前两个主成分。然后我针对主成分创建了一个散点图,如下所示。...包含关于第一个和第二个主成分分析的所有12492份食谱的散点图 在绘制所有食谱的主成分散点图的过程中,因为许多数据点是重叠的,所以很难在数据中看到任何结构。...显示了与第一和第二主要成分联系最紧密的成分 这个图提供另两个主成分中每一个主要特征的直观表示。鸡肉、大蒜、洋葱和西红柿等原料在成分一的正方向上有很强的联系。这些口味与西班牙或印度的菜肴有着紧密的联系。

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    7种数据分析领域中最为人称道的降维方法

    5.主成分分析 (PCA) 主成分分析是一个统计过程,该过程通过正交变换将原始的 n 维数据集变换到一个新的被称做主成分的数据集中。...变换后的结果中,第一个主成分具有最大的方差值,每个后续的成分在与前述主成分正交条件限制下与具有最大方差。降维时仅保存前 m(m 主成分即可保持最大的数据信息量。...需要注意的是主成分变换对正交向量的尺度敏感。数据在变换前需要进行归一化处理。同样也需要注意的是,新的主成分并不是由实际系统产生的,因此在进行 PCA 变换后会丧失数据的解释性。...在前向特征过程中,我们从 1 个特征开始,每次训练添加一个让分类器性能提升最大的特征。前向特征构造和反向特征消除都十分耗时。它们通常用于输入维数已经相对较低的数据集。算法示意图如下: ?...最后的最佳模型的性能通过采用所有特征进行训练模型的基准准确度与 ROC 曲线下的面积来进行比较。下面是对所有比较结果的对比。 ?

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    ECCV 2018 | 美图云联合中科院提出基于交互感知注意力机制神经网络的行为分类技术

    为解决此问题,来自美图云视觉技术部门和中科院自动化所的研发人员借鉴 PCA(主成分分析)思想,提出了一种引入局部特征交互感知的自注意机制模型,并将模型嵌入到 CNN 网络中,提出一个端到端的网络结构。...PCA 可以提取全局特征主要维度的主成分信息,而这些主成分信息可以看作是提取的局部特征,最后降维后的全局特征即是关键局部特征的集合。...此外,该论文对视频时空输入进行了评测,评测结果显示出该模型能够同时处理任意数量的视频帧输入,并取得较好的实验结果。 ? ?...上图给出了该算法在进行行为分类时的可视化输出结果,可以看出该算法能够对视频中关键的行为进行精确定位。 四、展望 实际应用中,业务场景对算法的运行时间要求较严苛。...值得注意的是,本论文提出的空间金字塔注意力模型不受其输入特征图数量的限制,因此它很容易扩展到一个可以兼容任意数量的输入帧的时空版本,在应用中可以在分类准确率几乎不受影响的前提下,通过减少截帧数提升处理速度

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