如何找到主特征方向？答案

【问题标题】：How to find principal eigen direction?如何找到主特征方向？
【发布时间】：2017-02-17 09:03:23
【问题描述】：

我正在尝试在椭球内生成点，然后尝试拟合光滑的椭球表面。目标是适应未知数据，我必须在 3 个主轴上找到 a、b 和 c 的值。 rinv 应该相当于 pc。但是我以不同的顺序获得电脑。所以我必须找到正确的顺序来将我的数据旋转到 matlab 坐标。

a=3;
b=5;
c=1;
index=1;
for i=1:500000
    x=10*rand-5;
    y=10*rand-5;
    z=10*rand-5;
    if ((x^2/a^2) + (y^2/b^2) + (z^2/c^2) -1) <0
        C(index,:)=[x,y,z];
        index=index+1;
    end
end

theta=pi/4; phi=pi/6; omega = pi/3;
Rx= [1 0 0; 0 cos(theta) -sin(theta); 0 sin(theta) cos(theta)];
Ry= [cos(phi) 0 sin(phi); 0 1 0; -sin(phi) 0 cos(phi)];
Rz= [cos(omega) -sin(omega) 0; sin(omega) cos(omega) 0; 0 0 1];
R= Rz*Ry*Rx; 
Rinv = inv(R);
X = C*R;
[pc,val]=eig(X'*X); E=diag(val);
[sa,sb]= sort(pc*E, 'descend');   sb 
order = [2,3,1];
nC= X*pc(:,order);
plot3(nC(:,1),nC(:,2),nC(:,3),'.')
hold on 
[x, y, z] = ellipsoid(0,0,0,a,b,c,30);
hSurface=surf(x, y, z, 'FaceColor','blue','EdgeColor','none');
alpha(0.5)

特别是在这一行 nC= X*pc(:,order); 我正在手动查找订单。谁能告诉（1）如何正确找到电脑订单。 (2) 此处未知数据集的 a,b,c 的值 "[x, y, z] = ellipsoid(0,0,0,a,b,c,30)" 谢谢

【问题讨论】：

哪一个是“正确”的顺序？
我必须手动比较 Rinv 和 pc 然后找到订单。在这个特定的示例中，顺序是 [2,3,1]，但对于不同的数据集，它会有所不同。
我还是不明白对不起。 Rinv 是旋转矩阵的逆矩阵。旋转矩阵没有“顺序”。什么意思？
一般来说我只有数据 X。我不知道数据 X 是从哪里来的。所以我用 a,b,c 椭球创建了人工数据 X 并应用了一些旋转。现在，当我计算 X'*X 的特征向量时，它应该等效于 Rinv。我得到了正确的 pc 矢量，但与 Rinv 相比，顺序不同。
我想我明白了。你想要a,b,c的正确顺序

标签： matlab pca ellipse eigenvalue

【解决方案1】：

要从特征空间计算a,b,c 的值，您只需要计算特征空间投影椭球的半径。这是微不足道的，因为椭圆体在特征空间中是轴定向的（我认为这是你首先这样做的唯一原因）。只需获取每个方向的最大值和最小值！

nC= X*pc;
plot3(nC(:,1),nC(:,2),nC(:,3),'r.')
hold on 

a2=(max(nC(:,1))-min(nC(:,1)))/2;
b2=(max(nC(:,2))-min(nC(:,2)))/2;
c2=(max(nC(:,3))-min(nC(:,3)))/2;

[x, y, z] = ellipsoid(0,0,0,a2,b2,c2,30);
hSurface=surf(x, y, z, 'FaceColor','blue','EdgeColor','none');
alpha(0.5) 
axis equal

请注意，此代码实际上使 order 过时了。

【讨论】：

谢谢大家，我得到了答案。 nC = X*pc; [x, y, z] = 椭球体(0,0,0,a2,b2,c2,30);