Wyprowadzanie całkowitej (w ramach klasy + między klasami) macierzy rozproszenia


14

Bawiłem się metodami PCA i LDA i utknąłem w pewnym momencie, mam wrażenie, że jest to tak proste, że nie widzę tego.

Macierze rozproszenia wewnątrz klasy ( ) i między klasami ( S_B ) są zdefiniowane jako:S BSWSB

SW=∑i=1C∑t=1N(xti−μi)(xti−μi)T

SB=∑i=1CN(μi−μ)(μi−μ)T

Całkowita macierz rozproszenia ST jest podawana jako:

ST=∑i=1C∑t=1N(xti−μ)(xti−μ)T=SW+SB

gdzie C to liczba klas, a N to liczba próbek x to próbki, μi to i-ta średnia klasy, μ to średnia średnia.

Próbując wyprowadzić ST doszedłem do punktu, w którym miałem:

(x−μi)(μi−μ)T+(μi−μ)(x−μi)T

jako termin. To musi być zero, ale dlaczego?


W rzeczy samej:

ST=∑i=1C∑t=1N(xti−μ)(xti−μ)T=∑i=1C∑t=1N(xti−μi+μi−μ)(xti−μi+μi−μ)T=SW+SB+∑i=1C∑t=1N[(xti−μi)(μi−μ)T+(μi−μ)(xti−μi)T]

2
Odpowiedź brzmi: sumujesz odchylenia wartości wokół ich średniej, a suma ta wynosi zero. Ale czym dokładnie są , i ? W jaki sposób i powiązane z i ? Jakość odpowiedzi będzie zależeć od tego, jak dokładnie zgadujemy, ale zmuszasz nas do strasznego zgadywania! m m i m m i μ μ ixmmimmiμμi
— whuber

@whuber: Masz całkowitą rację, poprawiłem swoje pytanie.
— nimcap

Odpowiedzi:


8

Jeśli zakładasz

1N∑t=1Nxti=μi

Następnie

∑i=1C∑t=1N(xti−μi)(μi−μ)T=∑i=1C(∑t=1N(xti−μi))(μi−μ)T=0

i formuła utrzymuje. Z drugim terminem postępujesz w podobny sposób.


2
(+1) Drugi termin, będący transpozycją pierwszego, musi również wynosić zero :-).
— whuber

@ whuber, tak, to też :)
— mpiktas

Cześć, nie rozumiem, dlaczego to założenie się utrzymuje? Czy ktoś może to wyjaśnić?
— Mvkt

1
@Mvkt Przypuszczam, że to nie tyle założenie, co definicja . To znaczy: jest średnią z obserwacji w grupie . Oczekuję, że odpowiedź używa „zakładaj”, ponieważ OP nie wyjaśnia notacji, więc musimy zgadywać, że grupa oznacza „ . μ i i μ iμiμiiμi
— Vincent
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.