稀疏主成分分析 (SparsePCA)#

class sklearn.decomposition.SparsePCA(n_components=None, *, alpha=1, ridge_alpha=0.01, max_iter=1000, tol=1e-08, method='lars', n_jobs=None, U_init=None, V_init=None, verbose=False, random_state=None)[source]#

稀疏主成分分析 (SparsePCA).

寻找能够最佳重建数据的稀疏成分集。稀疏程度可以通过L1惩罚的系数(由参数alpha给出)来控制。

更多信息请参考 用户指南.

参数:
n_componentsint, 默认值=None

要提取的稀疏原子数量。如果为 None,则 n_components 将设置为 n_features

alpha浮点数,默认值=1

控制稀疏度的参数。较高的值会导致更稀疏的成分。

ridge_alpha浮点数,默认值=0.01

为了提高调用转换方法时的条件数,而应用的岭收缩量。

max_iter整数,默认值=1000

要执行的最大迭代次数。

tol浮点数,默认值=1e-8

停止条件的容差。

method{'lars', 'cd'},默认值='lars'

用于优化的算法。lars:使用最小角回归法求解套索问题 (linear_model.lars_path);cd:使用坐标下降法计算套索解 (linear_model.Lasso)。如果估计的成分是稀疏的,则 Lars 会更快。

n_jobs整数,默认值=None

要运行的并行作业数。None 表示 1,除非在 joblib.parallel_backend 上下文中。-1 表示使用所有处理器。更多详情请参见 术语表

U_init形状为 (n_samples, n_components) 的 ndarray,默认值=None

用于热重启场景的载荷的初始值。仅当 U_initV_init 不为 None 时使用。

V_init形状为 (n_components, n_features) 的 ndarray,默认值=None

用于热重启场景的成分的初始值。仅当 U_initV_init 不为 None 时使用。

verbose整数或布尔值,默认值=False

控制详细程度;值越高,显示的消息越多。默认为 0。

random_state整数、RandomState 实例或 None,默认值=None

在字典学习中使用。传递一个整数以在多次函数调用中获得可重复的结果。参见 术语表

属性:
components_形状为 (n_components, n_features) 的 ndarray

从数据中提取的稀疏成分。

error_ndarray

每次迭代的误差向量。

n_components_整数

估计的成分数量。

在 0.23 版本中添加。

n_iter_整数

运行的迭代次数。

mean_形状为 (n_features,) 的 ndarray

从训练集中估计的每个特征的经验均值。等于 X.mean(axis=0)

n_features_in_整数

拟合 期间看到的特征数量。

在 0.24 版本中添加。

feature_names_in_形状为 (n_features_in_,) 的 ndarray

拟合 期间看到的特征名称。仅当 X 的特征名称全部为字符串时定义。

在 1.0 版本中添加。

另请参见

PCA

主成分分析的实现。

MiniBatchSparsePCA

SparsePCA 的小型批次变体,速度更快但精度较低。

DictionaryLearning

使用稀疏代码的通用字典学习问题。

示例

>>> import numpy as np
>>> from sklearn.datasets import make_friedman1
>>> from sklearn.decomposition import SparsePCA
>>> X, _ = make_friedman1(n_samples=200, n_features=30, random_state=0)
>>> transformer = SparsePCA(n_components=5, random_state=0)
>>> transformer.fit(X)
SparsePCA(...)
>>> X_transformed = transformer.transform(X)
>>> X_transformed.shape
(200, 5)
>>> # most values in the components_ are zero (sparsity)
>>> np.mean(transformer.components_ == 0)
np.float64(0.9666...)
fit(X, y=None)[source]#

根据 X 中的数据拟合模型。

参数:
X形状为 (n_samples, n_features) 的类数组

训练向量,其中 n_samples 是样本数,n_features 是特征数。

y忽略

未使用,此处出于 API 一致性约定而保留。

返回值:
self对象

返回实例本身。

fit_transform(X, y=None, **fit_params)[source]#

拟合数据,然后转换它。

使用可选参数 fit_params 将转换器拟合到 Xy,并返回 X 的转换版本。

参数:
X形状为 (n_samples, n_features) 的类数组

输入样本。

y形状为 (n_samples,) 或 (n_samples, n_outputs) 的类数组,默认值=None

目标值(无监督转换则为 None)。

**fit_params字典

其他拟合参数。

返回值:
X_new形状为 (n_samples, n_features_new) 的 ndarray 数组

转换后的数组。

get_feature_names_out(input_features=None)[source]#

获取转换后的输出特征名称。

输出的特征名称将以小写的类名作为前缀。例如,如果转换器输出 3 个特征,则输出的特征名称为:["class_name0", "class_name1", "class_name2"]

参数:
input_features字符串类数组或 None,默认值=None

仅用于使用在 fit 中看到的名称验证特征名称。

返回值:
feature_names_out字符串对象的 ndarray

转换后的特征名称。

get_metadata_routing()[source]#

获取此对象的元数据路由。

请查看用户指南,了解路由机制的工作原理。

返回值:
routingMetadataRequest

一个MetadataRequest,封装了路由信息。

get_params(deep=True)[source]#

获取此估计器的参数。

参数:
deepbool, default=True

如果为 True,则将返回此估计器及其包含的作为估计器的子对象的参数。

返回值:
paramsdict

参数名称与其值的映射。

inverse_transform(X)[source]#

将数据从潜在空间转换回原始空间。

由于正向分解引起的信损,这种反转只是一个近似值。

版本 1.2 中新增。

参数:
Xndarray of shape (n_samples, n_components)

潜在空间中的数据。

返回值:
X_originalndarray of shape (n_samples, n_features)

原始空间中重建的数据。

set_output(*, transform=None)[source]#

设置输出容器。

参见介绍 set_output API,了解如何使用此 API 的示例。

参数:
transform{“default”, “pandas”, “polars”}, default=None

配置transformfit_transform的输出。

  • "default": 变换器的默认输出格式

  • "pandas": DataFrame 输出

  • "polars": Polars 输出

  • None: 变换配置不变

版本 1.4 中新增: "polars" 选项已添加。

返回值:
selfestimator instance

估计器实例。

set_params(**params)[source]#

设置此估计器的参数。

此方法适用于简单的估计器以及嵌套对象(例如Pipeline)。后者具有<component>__<parameter>形式的参数,因此可以更新嵌套对象的每个组件。

参数:
**paramsdict

估计器参数。

返回值:
selfestimator instance

估计器实例。

transform(X)[source]#

数据在稀疏成分上的最小二乘投影。

为了避免系统欠定情况下出现不稳定性问题,可以通过ridge_alpha参数应用正则化(岭回归)。

请注意,与 PCA 中不同,稀疏 PCA 分量的正交性未强制执行,因此不能使用简单的线性投影。

参数:
Xndarray of shape (n_samples, n_features)

要转换的测试数据,必须与用于训练模型的数据具有相同数量的特征。

返回值:
X_newndarray of shape (n_samples, n_components)

转换后的数据。