协方差的定义

 

对于一般的分布,直接代入E(X)之类的就能够计算出来了,但真给你一个详细数值的分布,要计算协方差矩阵,依据这个公式来计算,还真不easy反应过来。网上值得參考的资料也不多,这里用一个样例说明协方差矩阵是怎么计算出来的吧。

记住,X、Y是一个列向量,它表示了每种情况下每一个样本可能出现的数。比方给定

则X表示x轴可能出现的数,Y表示y轴可能出现的。注意这里是关键,给定了4个样本,每一个样本都是二维的,所以仅仅可能有X和Y两种维度。所以


 

 

用中文来描写叙述,就是:

协方差(i,j)=(第i列的全部元素-第i列的均值)*(第j列的全部元素-第j列的均值)

这里仅仅有X,Y两列,所以得到的协方差矩阵是2x2的矩阵,以下分别求出每个元素:

       所以,依照定义,给定的4个二维样本的协方差矩阵为:

 

    

用matlab计算这个样例

z=[1,2;3,6;4,2;5,2]

cov(z)

ans =

    2.9167   -0.3333

   -0.3333    4.0000

能够看出,matlab计算协方差过程中还将元素统一缩小了3倍。所以,协方差的matlab计算公式为:

    协方差(i,j)=(第i列全部元素-第i列均值)*(第j列全部元素-第j列均值)/(样本数-1

       以下在给出一个4维3样本的实例,注意4维样本与符号X,Y就没有关系了,X,Y表示两维的,4维就直接套用计算公式,不用X,Y那么具有迷惑性的表达了。




 

 

 

   

                

        (3)与matlab计算验证

                     Z=[1 2 3 4;3 4 1 2;2 3 1 4]

                     cov(Z)

                     ans =

                          1.0000    1.0000   -1.0000   -1.0000

                          1.0000    1.0000   -1.0000   -1.0000

                         -1.0000   -1.0000    1.3333    0.6667

                          -1.0000   -1.0000    0.6667    1.3333

       可知该计算方法是正确的。我们还能够看出,协方差矩阵都是方阵,它的维度与样本维度有关(相等)。參考2中还给出了计算协方差矩阵的源码,很简洁易懂,在此感谢一下!

 

參考:

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Covariance_matrix

[2]

 

 


转载于:


协方差的定义

 

对于一般的分布,直接代入E(X)之类的就能够计算出来了,但真给你一个详细数值的分布,要计算协方差矩阵,依据这个公式来计算,还真不easy反应过来。网上值得參考的资料也不多,这里用一个样例说明协方差矩阵是怎么计算出来的吧。

记住,X、Y是一个列向量,它表示了每种情况下每一个样本可能出现的数。比方给定

则X表示x轴可能出现的数,Y表示y轴可能出现的。注意这里是关键,给定了4个样本,每一个样本都是二维的,所以仅仅可能有X和Y两种维度。所以


 

 

用中文来描写叙述,就是:

协方差(i,j)=(第i列的全部元素-第i列的均值)*(第j列的全部元素-第j列的均值)

这里仅仅有X,Y两列,所以得到的协方差矩阵是2x2的矩阵,以下分别求出每个元素:

       所以,依照定义,给定的4个二维样本的协方差矩阵为:

 

    

用matlab计算这个样例

z=[1,2;3,6;4,2;5,2]

cov(z)

ans =

    2.9167   -0.3333

   -0.3333    4.0000

能够看出,matlab计算协方差过程中还将元素统一缩小了3倍。所以,协方差的matlab计算公式为:

    协方差(i,j)=(第i列全部元素-第i列均值)*(第j列全部元素-第j列均值)/(样本数-1

       以下在给出一个4维3样本的实例,注意4维样本与符号X,Y就没有关系了,X,Y表示两维的,4维就直接套用计算公式,不用X,Y那么具有迷惑性的表达了。




 

 

 

   

                

        (3)与matlab计算验证

                     Z=[1 2 3 4;3 4 1 2;2 3 1 4]

                     cov(Z)

                     ans =

                          1.0000    1.0000   -1.0000   -1.0000

                          1.0000    1.0000   -1.0000   -1.0000

                         -1.0000   -1.0000    1.3333    0.6667

                          -1.0000   -1.0000    0.6667    1.3333

       可知该计算方法是正确的。我们还能够看出,协方差矩阵都是方阵,它的维度与样本维度有关(相等)。參考2中还给出了计算协方差矩阵的源码,很简洁易懂,在此感谢一下!

 

參考:

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Covariance_matrix