Derivazione della matrice di dispersione totale (all'interno della classe + tra le classi)


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Stavo armeggiando con i metodi PCA e LDA e sono bloccato a un certo punto, ho la sensazione che sia così semplice che non riesco a vederlo.

Le matrici di dispersione all'interno della classe ( ) e tra le classi ( ) sono definite come:S BSWSB

SW=∑i=1C∑t=1N(xti−μi)(xti−μi)T

SB=∑i=1CN(μi−μ)(μi−μ)T

La matrice di dispersione totale è indicata come:ST

ST=∑i=1C∑t=1N(xti−μ)(xti−μ)T=SW+SB

dove C è il numero di classi e N è il numero di campioni sono campioni, è la sua media di classe,μ i μxμiμ è la media generale.

Durante il tentativo di derivareST sono arrivato al punto in cui avevo:

(x−μi)(μi−μ)T+(μi−μ)(x−μi)T

come termine. Questo deve essere zero, ma perché?


Infatti:

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]

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La risposta è che stai sommando le deviazioni dei valori attorno alla loro media e che la somma è zero. Ma cosa sono precisamente , m e m i ? In che modo m e m i sono correlati a μ e μ i ? La qualità delle risposte dipenderà da quanto accuratamente indovineremo, ma ci stai costringendo a fare un sacco di ipotesi! xmmimmiμμi
— whuber

@whuber: hai perfettamente ragione, ho rivisto la mia domanda.
— nimcap,

Risposte:


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Se si assume

1N∑t=1Nxti=μi

Poi

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

e la formula vale. Ti occupi del secondo mandato nello stesso modo.


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(+1) Il secondo termine, essendo la trasposizione del primo, deve anche essere zero :-).
— whuber

@whuber, sì, anche quello :)
— mpiktas

Ciao, non capisco perché il presupposto sia valido? Qualcuno può spiegarlo?
— Mvkt

1
μiμiiμi
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