matlab协方差函数cov

Matlab中cov函数详细解读  

１、向量的方差与协方差矩阵

cov(x) 

求向量x的方差。

cov(x)为一个数值，数值大小计算公式为S(x)。

cov(x,y) 

求向量x与y的协方差矩阵。

cov(x,y)为2*2矩阵，

[S(x) C(x,y);

 C(y,x) S(y);]

 

２、矩阵协方差矩阵

cov(X) 

求矩阵X的协方差矩阵。diag(cov(X))得到每一个列向量的方差。sqrt(diag(cov(X)))得到每一个列的标准差。

若Ｘ大小为M*N，则cov(X) 大小为N*N的矩阵。cov(X) 的第(i,j)个元素等于X的第i列向量与第j列向量的方差，即C(Xi,Xj)。

cov(X,Y) 

求矩阵X与Y的协方差矩阵。

若X大小为M*N，Y为K*P，则X，Y的大小必须满足M*N=K*P，即X，Y的元素个数相同。

此时，cov(X,Y) 等于cov([X(:) Y(:)])和cov(X(:),Y(:))，即计算两个向量的协方差矩阵，得到的结果为2*2矩阵。

[S(X(:)) C(X(:),Y(:)); 

C(Y(:),X(:))  S(Y(:));]

可知，S(X) =C(X,X).

 

3、关于归一化的问题

 在上述的S(X),C(X,Y)计算中，采用的归一化参数是1/(N-1) ,其中N是向量中元素的个数。而下面的调用形式采用的归一化参数是1/N。对应的公式如下图所示。

cov(x,1)

求向量x的方差。计算方法如cov(x)，但归一化参数为1/N。

cov(x,y,1)

求向量x与y的协方差矩阵。计算方法如cov(x,y)，但归一化参数为1/N。

 

 ４、PS：

为区别对待，

cov(x)又记作cov(x,0)

cov(x,y)又记作cov(x,y,0)

cov(X) 又记作cov(X,0)

cov(X,Y) 又记作cov(x,y,0)

对于归一化参数为1/(N-1)的情况，当N=1时，自动将参数调整为1/N。