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利用sklearn.decomposition中的KernelPCA()函数实现数据的核主成分分析和降维(Python)

发布时间:2023-12-17 22:38:32

核主成分分析(Kernel PCA)是一种基于核函数的非线性降维方法,可以通过将数据映射到高维特征空间进行线性主成分分析(PCA)。在sklearn.decomposition模块中,可以使用KernelPCA()函数来实现数据的核主成分分析和降维。

使用例子如下:

首先,导入所需的库和数据集:

from sklearn.decomposition import KernelPCA
from sklearn.datasets import make_circles
import matplotlib.pyplot as plt

生成一个半径为1的环形数据集:

X, y = make_circles(n_samples=1000, random_state=123, noise=0.1, factor=0.2)

创建KernelPCA对象,并使用fit_transform()函数对数据进行核主成分分析和降维:

kpca = KernelPCA(n_components=2, kernel='rbf', gamma=15)
X_kpca = kpca.fit_transform(X)

绘制降维后的数据:

plt.scatter(X_kpca[:, 0], X_kpca[:, 1], c=y)
plt.xlabel('Component 1')
plt.ylabel('Component 2')
plt.title('Kernel PCA')
plt.show()

在上述代码中,我们首先使用make_circles函数生成了一个环形数据集。然后,创建了一个KernelPCA对象,并指定参数n_components=2,表示要降维到两个主成分。接下来,使用fit_transform()函数对数据进行核主成分分析,并将结果保存在X_kpca中。最后,通过matplotlib库绘制了降维后的数据图形。

通过运行以上代码,可以得到降维后的数据图形。由于数据集是环形的,经过核主成分分析和降维后,数据被映射到了一个二维空间中。在二维空间中,我们可以看到数据被更好地分离出来,不再是原始的环形形状。

总结:

在本例中,我们使用sklearn.decomposition中的KernelPCA()函数实现了数据的核主成分分析和降维。通过核函数的应用,我们可以将非线性可分的数据映射到高维特征空间进行线性主成分分析,并实现了数据的降维。核主成分分析在处理非线性数据时具有很大的优势,可以更好地捕捉和保留数据的特征。