将PCA应用于单个样本

我目前正在进行一个使用机器学习的图像识别项目。

  • 训练集有1600张300×300大小的图像,每张图像有90000个特征。
  • 为了加速训练,我应用了PCA,并设置n_components = 50
  • 测试集有450张图像,我能够成功地在该测试集上测试模型。

现在,我想预测一张通过网络摄像头捕获的单个图像。问题是,我应该对该图像应用PCA吗?

  • 如果我不应用PCA,我会得到ValueError: X.shape[1] = 90000 should be equal to 50, the number of features at training time
  • 如果我应用PCA,我会得到ValueError: n_components=50 must be between 0 and min(n_samples, n_features)=1 with svd_solver='full'

我使用Python 3, scikit-learn 0.20.3,这是我应用PCA的方式:

from sklearn.decomposition import PCApca = PCA(50)pca.fit_transform(features)

回答:

你也需要在测试集上应用PCA。

你需要考虑PCA的作用:

PCA构建了一个新的特征集(包含的特征比原始特征空间少),然后你在这个新的特征集上进行训练。你需要为测试集构建这个新的特征集,使你的模型有效!

重要的是要注意,你的“减少”特征集中的每个特征都是原始特征的线性组合,对于给定的新特征数量(n_components),它们是最大化原始空间在新空间中保留的方差的特征集。

在实践中,要对测试集进行相关的转换,你需要做的是:

# X_test - 你的未转换的测试集X_test_reduced = pca.transform(X_test)

其中pca是你训练集上训练的PCA()实例。基本上,你正在构建一个转换到低维空间的转换,你希望这种转换对于训练集和测试集是相同的!如果你在训练集和测试集上独立训练pca,你几乎肯定会将数据嵌入到不同的低维表示中,并拥有不同的特征集。

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