主成分分析

概述

主成分分析法是一种降维的统计方法，在机器学习中可以作为数据提取的手段。

主成分分析：构造一个A，b，使Y=AX+b。其中A维度M*N，X维度N*1，b维度M*1，则Y维度M*1。

主成分分析可以看成是一个一层的，有M个神经元的神经网络（即Y=WTX+b，主成分分析和该公式本质一样）。

PCA和自编码器差不多。

主成分分析：寻找使方差最大的方向，并在该方向投影。

ai代表一个投影方向。

找一个a1，使得yi1方差最大

PCA算法推导

限制a1是单位矢量

所以

接下来，求第二大的维度a2，二维上a2只有一个选择，或者说没得选，但三维上及更高维上，a2有多种选择：

证明β=0：

所以：

推而广之，a3：

PCA算法流程

注意：

PCA在人脸识别中的应用

对每一个人，用前两次拍摄4张图片训练，用后两次拍摄4张图片测试。

训练数据：295*4=1180张， 测试数据：1180张。

做PCA后，取前100维向量进行测试。

平均脸，就是x的均值；特征脸，是每个特征值。

比如a1，面颊特别亮，说明面部是识别最有效的地方，而头发处比较黑，说明头发地方不是很有效。

同理，可以把神经网络Y=WT+b中的W拿出来看一下。

如果只有这么点头像，如何用神经网络训练？迁移学习。

一个通俗易懂的例子