导入MNIST数据集,首先把矩阵灰度图像输入转化为向量输入,针对“0”和“1”这两一类各自前1000个训练样本组成的样本集合(共2000个样本),利用PCA()函数的fit_transform方法,获得每个样本在前三个PC方向上的分量。以PC1为横轴,PC2为纵轴,考虑“PC1-3特征”的前两维,在PC1和PC2构成的二维空间中画出所有2000个样本的散点图。在PC1-PC2散点图基础上画出高斯混合聚类的中心和3倍方差组成的椭圆形边界。以上内容的python代码是什么?

时间: 2024-02-09 20:10:19 浏览: 18
以下是实现该功能的Python代码: ```python import numpy as np from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.mixture import GaussianMixture import matplotlib.pyplot as plt # 导入MNIST数据集 from tensorflow.keras.datasets import mnist (X_train, y_train), (X_test, y_test) = mnist.load_data() # 将矩阵灰度图像输入转化为向量输入 X_train = X_train.reshape(X_train.shape[0], -1) # 筛选出数字0和1的样本 X_01 = X_train[(y_train == 0) | (y_train == 1)][:2000] # 进行PCA降维 pca = PCA(n_components=3) X_pca = pca.fit_transform(X_01) # 取前两维特征 X_pca = X_pca[:, :2] # 进行高斯混合聚类 gmm = GaussianMixture(n_components=2).fit(X_pca) centers = gmm.means_ covariances = gmm.covariances_ # 绘制散点图和椭圆形边界 fig, ax = plt.subplots() ax.scatter(X_pca[:, 0], X_pca[:, 1], c=y_train[:2000], cmap='viridis') for i in range(2): eigenvalues, eigenvectors = np.linalg.eigh(covariances[i]) angle = np.arctan2(eigenvectors[1, 0], eigenvectors[0, 0]) width, height = 6 * np.sqrt(eigenvalues) ellip = plt Ellipse(xy=centers[i], width=width, height=height, angle=np.degrees(angle), edgecolor='w', fc='None', lw=2) ax.add_patch(ellip) plt.show() ``` 代码分为以下几步: 1. 从MNIST数据集中导入数据,取出数字0和1的前2000个样本。 2. 将样本进行PCA降维,保留前两个主成分。 3. 对降维后的样本进行高斯混合聚类,得到聚类中心和协方差矩阵。 4. 绘制散点图和椭圆形边界。 注意:使用该代码需要安装`tensorflow`和`scikit-learn`库。

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