Сжатие данных и уменьшение размерности: SVD, PCA и низкоранговая аппроксимация

Похоже, что предоставленная вами фраза «пространство между столбцами между сжатием» не является четким и правильно построенным предложением на английском языке. Однако я попытаюсь интерпретировать это на основе предоставленных вами отдельных слов.

Если вы имеете в виду «пространство столбцов» и «сжатие» в контексте линейной алгебры и сжатия данных, я могу предоставить вам некоторые методы и примеры кода, связанные с этими темами.

  1. Разложение по сингулярным значениям (SVD).
    SVD — это метод матричной факторизации, который можно использовать для сжатия данных за счет уменьшения их размерности при сохранении важной информации. Пространство столбцов играет решающую роль в SVD.

    Вот пример выполнения SVD с использованием библиотеки NumPy в Python:

    import numpy as np
    
    # Create a sample matrix
    matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
    
    # Perform SVD
    U, S, V = np.linalg.svd(matrix)
    
    # Compress the matrix by selecting the top k singular values
    k = 2
    compressed_matrix = U[:, :k] @ np.diag(S[:k]) @ V[:k, :]
  2. Анализ главных компонентов (PCA):
    PCA — это статистический метод, используемый для сжатия данных и уменьшения размерности. Он определяет направления максимальной дисперсии данных и проецирует их в пространство меньшей размерности.

    Вот пример выполнения PCA с использованием библиотеки scikit-learn в Python:

    from sklearn.decomposition import PCA
    
    # Create a sample dataset
    X = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
    
    # Perform PCA
    pca = PCA(n_components=1)
    compressed_data = pca.fit_transform(X)
  3. Сжатие матриц с использованием аппроксимации низкого ранга.
    Другой подход к сжатию матриц заключается в поиске аппроксимации низкого ранга, которая отражает основную структуру данных. Это часто делается с использованием таких методов, как усеченное разложение по сингулярным значениям (TSVD) или методы матричной факторизации низкого ранга.

    Вот пример выполнения аппроксимации матрицы низкого ранга с использованием библиотеки NumPy в Python:

    import numpy as np
    
    # Create a sample matrix
    matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
    
    # Perform low-rank approximation
    k = 1
    U, S, V = np.linalg.svd(matrix)
    compressed_matrix = U[:, :k] @ np.diag(S[:k]) @ V[:k, :]