基于LDA经典的线性分类方法

LDA（Linear Discriminant Analysis）是一种经典的线性分类方法，它的基本思想是将高维数据映射到低维空间中，同时最大化不同类别之间的距离和最小化同类别之间的距离，以此来达到降维和分类的目的。

具体来说，LDA 将数据分为不同的类别，并计算它们的均值和协方差矩阵。然后，它使用这些统计量来计算一个投影矩阵，将原始数据投影到一个新的低维空间中，使得不同类别的投影之间距离最大化，而同类别之间距离最小化。

在 MATLAB 中，可以使用 Classification Learner App 或 fitcdiscr 函数来进行 LDA 分析。以下是一个示例代码，假设我们有一个包含 1000 个样本和 10 个特征的数据集，并且有两个类别：

 

% 生成随机数据
data = [randn(500, 10) + 1; randn(500, 10) - 1];
labels = [ones(500, 1); ones(500, 1) * 2];

% 计算 LDA
lda = fitcdiscr(data, labels);

% 可视化结果
gscatter(data(:,1), data(:,2), labels);
hold on;
line(lda.Mu(1,:), lda.Mu(2,:), 'LineWidth', 2, 'Color', 'k');
line([lda.Coeffs(1,1).Const lda.Coeffs(1,2).Const] + ...
     [lda.Coeffs(1,1).Linear lda.Coeffs(1,2).Linear]*[-4 4], ...
     [lda.Coeffs(1,1).Const lda.Coeffs(1,2).Const] + ...
     [lda.Coeffs(1,1).Linear lda.Coeffs(1,2).Linear]*[-4 4], ...
     'LineWidth', 2, 'Color', 'r');
line([lda.Coeffs(2,1).Const lda.Coeffs(2,2).Const] + ...
     [lda.Coeffs(2,1).Linear lda.Coeffs(2,2).Linear]*[-4 4], ...
     [lda.Coeffs(2,1).Const lda.Coeffs(2,2).Const] + ...
     [lda.Coeffs(2,1).Linear lda.Coeffs(2,2).Linear]*[-4 4], ...
     'LineWidth', 2, 'Color', 'b');
axis equal;
hold off;

 

其中，fitcdiscr 函数可以计算 LDA，并返回一个 ClassificationDiscriminant 对象。这个对象包含投影矩阵、均值和协方差矩阵等信息。我们可以使用这些信息来进行分类或对新数据进行投影。

以上代码中的 gscatter 函数用于可视化数据，而 line 函数则用于绘制分界线和均值点。

综上所述，LDA 是一种非常有效的降维和分类方法，可以在不丢失太多信息的情况下将高维数据降到低维空间中，并且能够在低维空间中进行有效的分类。在 MATLAB 中，可以使用 Classification Learner App 或 fitcdiscr 函数来进行 LDA 分析。
        责任编辑：彭菁