为什么在主成分分析(PCA)后分类器的准确率下降,尽管已经覆盖了99%的总方差?

我有一个500×1000的特征向量,主成分分析显示第一个成分覆盖了超过99%的总方差。因此,我用一个维度的点替换了1000维度的点,得到500×1的特征向量(使用Matlab的pca函数)。但是,我的分类器准确率最初在1000个特征时约为80%,现在在只有1个特征时下降到30%,尽管这个特征已经解释了超过99%的方差。这可能是什么原因,或者我的方法是否有误?

(这个问题部分源自我之前的问题 主成分分析中第一个成分覆盖99%方差的重要性

编辑:我使用了weka的主成分方法来进行降维,并使用支持向量机(SVM)分类器。


回答:

主成分并不一定与分类准确率有任何关联。在某些情况下,可能存在一个由两个变量组成的情景,其中99%的方差对应于第一个主成分,但这个主成分与数据中的基础类别没有任何关系。而第二个主成分(仅贡献1%的方差)才是能够区分类别的关键。如果你只保留第一个主成分,那么你就失去了真正能够对数据进行分类的特征。

在实际操作中,较小的(低方差的)主成分通常与噪声相关,因此去除它们可能有益,但这并无保证。

考虑这样一个案例,你有两个变量:一个人的质量(以克为单位)和体温(以摄氏度为单位)。你想预测哪些人得了流感,哪些人没有。在这种情况下,体重具有更大的方差,但可能与流感无关,而体温虽然方差低,却与流感有很强的相关性。在主成分变换后,第一个主成分将与质量强烈相关(因为它的方差更大),所以如果你丢弃了第二个主成分,几乎会失去所有的分类准确率。

重要的是要记住,主成分分析是一种对数据的无监督变换。它在计算变换时不考虑训练数据的标签(与Fisher的线性判别分析相反)。

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