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numpy 协方差矩阵 numpy.cov(numpy 协方差矩阵)

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想了解numpy协方差矩阵numpy.cov的新动态吗?本文将为您提供详细的信息,我们还将为您解答关于numpy协方差矩阵的相关问题,此外,我们还将为您介绍关于AnacondaNumpy错误“Impo

想了解numpy 协方差矩阵 numpy.cov的新动态吗?本文将为您提供详细的信息,我们还将为您解答关于numpy 协方差矩阵的相关问题,此外,我们还将为您介绍关于Anaconda Numpy 错误“Importing the Numpy C Extension Failed”是否有另一种解决方案、cvxpy 和 numpy 之间的版本冲突:“针对 API 版本 0xe 编译的模块,但此版本的 numpy 是 0xd”、Jupyter 中的 Numpy 在打印时出错(Python 版本 3.8.8):TypeError: 'numpy.ndarray' object is not callable、ML基础:协方差矩阵!的新知识。

本文目录一览:

numpy 协方差矩阵 numpy.cov(numpy 协方差矩阵)

numpy 协方差矩阵 numpy.cov(numpy 协方差矩阵)

numpy.cov(m, y=None, rowvar=True, bias=False, ddof=None, fweights=None, aweights=None)[source]

Estimate a covariance matrix, given data and weights.

Covariance indicates the level to which two variables vary together. If we examine N-dimensional samples, X = [x_1, x_2, ... x_N]^T, then the covariance matrix element C_{ij} is the covariance of x_i and x_j. The element C_{ii} is the variance of x_i.

See the notes for an outline of the algorithm.

Parameters:

m : array_like

A 1-D or 2-D array containing multiple variables and observations. Each row (行) of m represents a variable(变量), and each column(列) a single observation of all those variables(样本). Also see rowvar below.

y : array_like, optional

An additional set of variables and observations. y has the same form as that of m.

rowvar : bool, optional

If rowvar is True (default), then each row represents a variable, with observations in the columns. Otherwise, the relationship is transposed: each column represents a variable, while the rows contain observations.

bias : bool, optional

Default normalization (False) is by (N 1), where N is the number of observations given (unbiased estimate). If bias is True, then normalization is by N. These values can be overridden by using the keyword ddof in numpy versions >= 1.5.

ddof : int, optional

If not None the default value implied by bias is overridden. Note that ddof=1 will return the unbiased estimate, even if both fweights and aweights are specified, and ddof=0 will return the simple average. See the notes for the details. The default value is None.

New in version 1.5.

fweights : array_like, int, optional

1-D array of integer freguency weights; the number of times each observation vector should be repeated.

New in version 1.10.

aweights : array_like, optional

1-D array of observation vector weights. These relative weights are typically large for observations considered “important” and smaller for observations considered less “important”. If ddof=0 the array of weights can be used to assign probabilities to observation vectors.

New in version 1.10.

Returns:

out : ndarray

The covariance matrix of the variables.

See also

corrcoef
Normalized covariance matrix

Notes

Assume that the observations are in the columns of the observation array m and let fweights and aweights for brevity. The steps to compute the weighted covariance are as follows:

>>> w = f * a >>> v1 = np.sum(w) >>> v2 = np.sum(w * a) >>> m -= np.sum(m * w, axis=1, keepdims=True) / v1 >>> cov = np.dot(m * w, m.T) * v1 / (v1**2 - ddof * v2) 

Note that when == 1, the normalization factor v1 (v1**2 ddof v2) goes over to (np.sum(f) ddof) as it should.

Examples

Consider two variables, x_0 and x_1, which correlate perfectly, but in opposite directions:

>>> x = np.array([[0, 2], [1, 1], [2, 0]]).T >>> x array([[0, 1, 2],  [2, 1, 0]]) 

Note how x_0 increases while x_1 decreases. The covariance matrix shows this clearly:

>>> np.cov(x) array([[ 1., -1.],  [-1., 1.]]) 

Note that element C_{0,1}, which shows the correlation between x_0 and x_1, is negative.

Further, note how x and y are combined:

>>> x = [-2.1, -1, 4.3] >>> y = [3, 1.1, 0.12] >>> X = np.stack((x, y), axis=0) >>> print(np.cov(X)) [[ 11.71 -4.286 ]  [ -4.286 2.14413333]] >>> print(np.cov(x, y)) [[ 11.71 -4.286 ]  [ -4.286 2.14413333]] >>> print(np.cov(x)) 11.71

总结


理解协方差矩阵的关键就在于牢记它的计算是不同维度之间的协方差,而不是不同样本之间。拿到一个样本矩阵,最先要明确的就是一行是一个样本还是一个维度,心中明确整个计算过程就会顺流而下,这么一来就不会迷茫了。

Anaconda Numpy 错误“Importing the Numpy C Extension Failed”是否有另一种解决方案

Anaconda Numpy 错误“Importing the Numpy C Extension Failed”是否有另一种解决方案

如何解决Anaconda Numpy 错误“Importing the Numpy C Extension Failed”是否有另一种解决方案?

希望有人能在这里提供帮助。我一直在绕圈子一段时间。我只是想设置一个 python 脚本,它将一些 json 数据从 REST API 加载到云数据库中。我在 Anaconda 上设置了一个虚拟环境(因为 GCP 库推荐这样做),安装了依赖项,现在我只是尝试导入库并向端点发送请求。 我使用 Conda(和 conda-forge)来设置环境并安装依赖项,所以希望一切都干净。我正在使用带有 Python 扩展的 VS 编辑器作为编辑器。 每当我尝试运行脚本时,我都会收到以下消息。我已经尝试了其他人在 Google/StackOverflow 上找到的所有解决方案,但没有一个有效。我通常使用 IDLE 或 Jupyter 进行脚本编写,没有任何问题,但我对 Anaconda、VS 或环境变量(似乎是相关的)没有太多经验。 在此先感谢您的帮助!

  \Traceback (most recent call last):
File "C:\Conda\envs\gcp\lib\site-packages\numpy\core\__init__.py",line 22,in <module>
from . import multiarray
File "C:\Conda\envs\gcp\lib\site-packages\numpy\core\multiarray.py",line 12,in <module>
from . import overrides
File "C:\Conda\envs\gcp\lib\site-packages\numpy\core\overrides.py",line 7,in <module>
from numpy.core._multiarray_umath import (
ImportError: DLL load Failed while importing _multiarray_umath: The specified module Could not be found.

During handling of the above exception,another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
File "c:\API\citi-bike.py",line 4,in <module>
import numpy as np
File "C:\Conda\envs\gcp\lib\site-packages\numpy\__init__.py",line 150,in <module>
from . import core
File "C:\Conda\envs\gcp\lib\site-packages\numpy\core\__init__.py",line 48,in <module>
raise ImportError(msg)
ImportError:

IMPORTANT: PLEASE READ THIS FOR ADVICE ON HOW TO SOLVE THIS ISSUE!

Importing the numpy C-extensions Failed. This error can happen for
many reasons,often due to issues with your setup or how NumPy was
installed.

We have compiled some common reasons and troubleshooting tips at:

https://numpy.org/devdocs/user/troubleshooting-importerror.html

Please note and check the following:

* The Python version is: python3.9 from "C:\Conda\envs\gcp\python.exe"
* The NumPy version is: "1.21.1"

and make sure that they are the versions you expect.
Please carefully study the documentation linked above for further help.

Original error was: DLL load Failed while importing _multiarray_umath: The specified module Could not be found.

解决方法

暂无找到可以解决该程序问题的有效方法,小编努力寻找整理中!

如果你已经找到好的解决方法,欢迎将解决方案带上本链接一起发送给小编。

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cvxpy 和 numpy 之间的版本冲突:“针对 API 版本 0xe 编译的模块,但此版本的 numpy 是 0xd”

cvxpy 和 numpy 之间的版本冲突:“针对 API 版本 0xe 编译的模块,但此版本的 numpy 是 0xd”

如何解决cvxpy 和 numpy 之间的版本冲突:“针对 API 版本 0xe 编译的模块,但此版本的 numpy 是 0xd”?

我正在尝试升级一些软件包并为现有的 Python 程序整合我的 requirements.txt,以便将其移至 docker 容器。

这个容器将基于 tensorflow docker 容器,这决定了我必须使用的一些包版本。我们在 windows 下工作,我们希望能够在我们的机器上本地运行该程序(至少在一段时间内)。所以我需要找到一个适用于 docker 和 Windows 10 的配置。

Tensorflow 2.4.1 需要 numpy~=1.19.2。使用 numpy 1.20 时,pip 会抱怨 numpy 1.20 是一个不兼容的版本。

但是在使用 numpy~=1.19.2 时,导入 cvxpy 时出现以下错误。 pip 安装所有软件包都很好:

RuntimeError: module compiled against API version 0xe but this version of numpy is 0xd
Traceback (most recent call last):
  File "test.py",line 1,in <module>
    import cvxpy
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\__init__.py",line 18,in <module>
    from cvxpy.atoms import *
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\atoms\__init__.py",line 20,in <module>
    from cvxpy.atoms.geo_mean import geo_mean
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\atoms\geo_mean.py",in <module>
    from cvxpy.utilities.power_tools import (fracify,decompose,approx_error,lower_bound,File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\utilities\power_tools.py",in <module>
    from cvxpy.atoms.affine.reshape import reshape
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\atoms\affine\reshape.py",in <module>
    from cvxpy.atoms.affine.hstack import hstack
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\atoms\affine\hstack.py",in <module>
    from cvxpy.atoms.affine.affine_atom import AffAtom
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\atoms\affine\affine_atom.py",line 22,in <module>
    from cvxpy.cvxcore.python import canonInterface
  File "c:\Projekte\algo5\venv\lib\site-packages\cvxpy\cvxcore\python\__init__.py",line 3,in <module>
    import _cvxcore
ImportError: numpy.core.multiarray Failed to import

重现步骤:

1.) 在 Windows 10 下创建一个新的 Python 3.8 venv 并激活它

2.) 通过 requirements.txt 安装以下 pip install -r requirements.txt

cvxpy 
numpy~=1.19.2 # tensorflow 2.4.1 requires this version

3.) 通过 test.py

执行以下 python test.py
import cvxpy

if __name__ == ''__main__'':
    pass

如果我想使用 tensorflow 2.3,也会发生同样的事情。在这种情况下需要 numpy~=1.18,错误完全相同。

搜索错误发现很少的命中,可悲的是没有帮助我。

我该怎么做才能解决这个问题?

解决方法

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Jupyter 中的 Numpy 在打印时出错(Python 版本 3.8.8):TypeError: 'numpy.ndarray' object is not callable

Jupyter 中的 Numpy 在打印时出错(Python 版本 3.8.8):TypeError: 'numpy.ndarray' object is not callable

如何解决Jupyter 中的 Numpy 在打印时出错(Python 版本 3.8.8):TypeError: ''numpy.ndarray'' object is not callable?

晚安, 尝试打印以下内容时,我在 jupyter 中遇到了 numpy 问题,并且得到了一个 错误: 需要注意的是python版本是3.8.8。 我先用 spyder 测试它,它运行正确,它给了我预期的结果

使用 Spyder:

import numpy as np
    for i in range (5):
        n = np.random.rand ()
    print (n)
Results
0.6604903457995978
0.8236300859753154
0.16067650689842816
0.6967868357083673
0.4231597934445466

现在有了 jupyter

import numpy as np
    for i in range (5):
        n = np.random.rand ()
    print (n)
-------------------------------------------------- ------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-78-0c6a801b3ea9> in <module>
       2 for i in range (5):
       3 n = np.random.rand ()
---->  4 print (n)

       TypeError: ''numpy.ndarray'' object is not callable

感谢您对我如何在 Jupyter 中解决此问题的帮助。

非常感谢您抽出宝贵时间。

阿特,约翰”

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ML基础:协方差矩阵!

ML基础:协方差矩阵!

在翻译sklearn文档 2.无监督学习 部分过程中,发现协方差矩阵几乎贯穿整个章节,但sklearn指导手册把协方差部分放在了这一章节偏后的部分,作为机器学习一个基础概念,在这篇文章中,想把协方差矩阵的相关知识以及主要应用。

统计学中常用平均值,方差,标准差等描述数据。平均值描述了样本集合的中间点;方差总是一个非负数,当随机变量的可能值集中在数学期望的附近时,方差较小; 反之, 则方差较大。所以, 由方差的大小可以推断随机变量分布的分散程度, 方差能反映随机变量的一切可能值在数学期望周围的分散程度。标准差描述了各个样本点到均值的距离的平均值。但这些统计量都是针对一维数据的计算,在处理高维数据时,便可以采用协方差来查看数据集中的一些规律。协方差来度量两个随机变量关系的统计量,它描述的意义是:如果结果为正值,则说明两者是正相关的,否则是负相关的。需要注意的是,协方差是计算不同特征之间的统计量,不是不同样本之间的统计量。

协方差基本知识:

协方差公式:

设n个随机向量:

从公式上看,协方差是两个变量与自身期望做差再相乘, 然后对乘积取期望。也就是说,当其中一个变量的取值大于自身期望,另一个变量的取值也大于自身期望时,即两个变量的变化趋势相同, 此时,两个变量之间的协方差取正值。反之,即其中一个变量大于自身期望时,另外一个变量小于自身期望,那么这两个变量之间的协方差取负值。下面根据举一个例子来对协方差形象的解释:

协方差矩阵是实对称矩阵,实对称矩阵的性质:

  1. 实对称矩阵的不同特征值对应的特征向量时正交的
  2. 实对称矩阵的特征值是实数,特征向量是实向量
  3. 实对称矩阵必可对角化,且其相似对角矩阵的对角线元素为n个特征值

协方差矩阵中的对角线元素表示方差, 非对角线元素表示随机向量 X 的不同分量之 问的协方差. 协方差一定程度上体现了相关性, 因而可作为刻画不同分 量之间相关性的一个评判量。若不同分量之问的相关性越小,则 非对角线元素的值就越小。特别地, 若不同分量彼此不相关, 那么 C 就变成了一个对角阵。注意, 我们并不能得到协方差矩阵 $C(X)$ 的真实值, 只能根据所提供的 X 的样本数据对其进行近似估计。因此, 这样计算得到的协方差矩阵是依赖于样本数据的, 通常提供的样本数目越多 , 样本在总体中的覆盖面就越广。

理解协方差矩阵的关键就在于牢记它计算的是不同维度之间的协方差,而不是不同样本之间,拿到一个样本矩阵,我们最先要明确的就是一行是一个样本还是一个维度,心中明确这个整个计算过程就会顺流而下,这么一来就不会迷茫了。其实还有一个更简单的容易记还不容易出错的方法:协方差矩阵一定是一个对称的方阵,

经验协方差

有时候由于种种原因,并不使用全部的样本数据计算协方差矩阵,而是利用部分样本数据计算,这时候就要考虑利用部分样本计算得到的协方差矩阵是否和真实的协方差矩阵相同或者近似。

当提供的样本数目相对于特征数足够多时,利用最大似然估计(或者称为经验协方差)计算的结果,可以认为是协方差矩阵的几个近似结果。这种情况下,会假设数据的分布符合一个多元正太分布,数据的概率密度函数中是包含协方差矩阵的,利用最大似然函数,对其进行估计。

收缩协方差

在矩阵的求逆过程中, 最大似然估计不是协方差矩阵的特征值的一个很好的估计, 所以从反演得到的精度矩阵是不准确的。 有时,甚至出现因矩阵元素地特性,经验协方差矩阵不能求逆。 为了避免这样的反演问题,引入了经验协方差矩阵的一种变换方式,收缩协方差。

协方差矩阵——PCA实现的关键

PCA的本质其实就是对角化协方差矩阵。PCA的目的就是“降噪”和“去冗余”。“降噪”的目的就是使保留下来的维度间的相关性尽可能小,而“去冗余”的目的就是使保留下来的维度含有的“能量”即方差尽可能大。那首先的首先,我们得需要知道各维度间的相关性以及个维度上的方差啊!那有什么数据结构能同时表现不同维度间的相关性以及各个维度上的方差呢?自然是非协方差矩阵莫属。协方差矩阵度量的是维度与维度之间的关系,而非样本与样本之间。协方差矩阵的主对角线上的元素是各个维度上的方差(即能量),其他元素是两两维度间的协方差(即相关性)。我们需要的东西,协方差矩阵都有了。

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关于numpy 协方差矩阵 numpy.covnumpy 协方差矩阵的问题我们已经讲解完毕,感谢您的阅读,如果还想了解更多关于Anaconda Numpy 错误“Importing the Numpy C Extension Failed”是否有另一种解决方案、cvxpy 和 numpy 之间的版本冲突:“针对 API 版本 0xe 编译的模块,但此版本的 numpy 是 0xd”、Jupyter 中的 Numpy 在打印时出错(Python 版本 3.8.8):TypeError: 'numpy.ndarray' object is not callable、ML基础:协方差矩阵!等相关内容,可以在本站寻找。

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