Matlab实现二维散点主方向直方图的绘制详解

目录

• 工具函数
• 基本使用
• 多组数据
• 修改配色
• 精细修饰

简简单单画个二维散点图主方向上的直方图：

工具函数

输入nx2大小的数组，返回以下四个图形对象:

• H1: ‘数据点’
• H2: ‘主方向’
• H3: ‘数据范围’
• H4: ‘统计图’

function [H1,H2,H3,H4]=PCA2Hist(X,varargin)
% H1: '数据点'
% H2: '主方向'
% H3: '数据范围'
% H4: '统计图'

% PCA-Hist
% rng(12)
hold on
H1=scatter(X(:,1),X(:,2),'x','LineWidth',2,varargin{:});


% 求主方向
Xmean=mean(X);
X0=X-Xmean;
covMat=(X0.')*X0./size(X,1);
[V,~]=eigs(covMat,1);
V=V.*sign(V(1));
Vc=[V(2);-V(1)];
Lp=max(X0*V);
Ln=min(X0*V);
Ll=max(X0*Vc);
Lr=min(X0*Vc);

% 绘制统计图
H2=plot(Xmean(1)+[Lp,Ln].*V(1).*1.05,Xmean(2)+[Lp,Ln].*V(2).*1.05,'Color',[H1.CData./5,.8],'LineStyle','-.','LineWidth',1.5);
H3=fill(Xmean(1)+[Lp,Lp,Ln,Ln].*V(1).*1.05+[Ll,Lr,Lr,Ll].*Vc(1).*1.05,...
     Xmean(2)+[Lp,Lp,Ln,Ln].*V(2).*1.05+[Ll,Lr,Lr,Ll].*Vc(2).*1.05,... 
    H1.CData,'FaceAlpha',.15,'EdgeColor','none');

histHdl=histogram(X0*Vc,'BinEdges',linspace(Lr,Ll,13),'Visible','off');
maxValue=max(histHdl.Values);
for i=1:histHdl.NumBins
    H4(i)=fill(Xmean(1)+[histHdl.BinEdges(i).*Vc(1)+Lp.*V(1).*1.05,...
        histHdl.BinEdges(i).*Vc(1)+Lp.*V(1).*1.05+histHdl.Values(i).*Lp.*V(1).*0.5./maxValue,...
        histHdl.BinEdges(i+1).*Vc(1)+Lp.*V(1).*1.05+histHdl.Values(i).*Lp.*V(1).*0.5./maxValue,...
        histHdl.BinEdges(i+1).*Vc(1)+Lp.*V(1).*1.05],...
        Xmean(2)+[histHdl.BinEdges(i).*Vc(2)+Lp.*V(2).*1.05,...
        histHdl.BinEdges(i).*Vc(2)+Lp.*V(2).*1.05+histHdl.Values(i).*Lp.*V(2).*0.5./maxValue,...
        histHdl.BinEdges(i+1).*Vc(2)+Lp.*V(2).*1.05+histHdl.Values(i).*Lp.*V(2).*0.5./maxValue,...
        histHdl.BinEdges(i+1).*Vc(2)+Lp.*V(2).*1.05],...
        H1.CData,'FaceAlpha',.5);

end
end

基本使用

% 随机生成数据
X=mvnrnd([0,0],[3,1.5;1.5,2],500);

% 绘图
[H1,H2,H3,H4]=PCA2Hist(X);

% 创建图例
lgd=legend([H1,H2,H3,H4(1)],'数据点','主方向','数据范围','统计图');
lgd.Location='best';

% 坐标区域修饰
ax=gca;hold on;
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.XGrid='on';
ax.YGrid='on';
ax.XColor=[.2,.2,.2];
ax.YColor=[.2,.2,.2];
ax.GridLineStyle='-.';
ax.GridAlpha=.1;
ax.LineWidth=1.1;
ax.FontSize=11;

多组数据

% 随机生成数据
X1=mvnrnd([0,0],[3,1.5;1.5,2],500);
X2=mvnrnd([0,0],[3,.1;.1,2],500)-[0,5];

% 绘图
[H1_1,H1_2,H1_3,H1_4]=PCA2Hist(X1);
[H2_1,H2_2,H2_3,H2_4]=PCA2Hist(X2);

% 创建图例
lgd=legend([H1_1,H1_2,H1_3,H1_4(1),H2_1,H2_2,H2_3,H2_4(1)],...
    '数据点','主方向','数据范围','统计图','数据点','主方向','数据范围','统计图');
lgd.Location='best';

% 坐标区域修饰
ax=gca;hold on;
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.XGrid='on';
ax.YGrid='on';
ax.XColor=[.2,.2,.2];
ax.YColor=[.2,.2,.2];
ax.GridLineStyle='-.';
ax.GridAlpha=.1;
ax.LineWidth=1.1;
ax.FontSize=11;

修改配色

设置CData属性即可：

% 随机生成数据
X1=mvnrnd([0,0],[3,1.5;1.5,2],500);
X2=mvnrnd([0,0],[3,.1;.1,2],500)-[0,5];

% 绘图
[H1_1,H1_2,H1_3,H1_4]=PCA2Hist(X1,'CData',[122,138,114]./255);
[H2_1,H2_2,H2_3,H2_4]=PCA2Hist(X2,'CData',[137,150,165]./255);

% 创建图例
lgd=legend([H1_1,H1_2,H1_3,H1_4(1),H2_1,H2_2,H2_3,H2_4(1)],...
    '数据点','主方向','数据范围','统计图','数据点','主方向','数据范围','统计图');
lgd.Location='best';

% 坐标区域修饰 
ax=gca;hold on;
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.XGrid='on';
ax.YGrid='on';
ax.XColor=[.2,.2,.2];
ax.YColor=[.2,.2,.2];
ax.GridLineStyle='-.';
ax.GridAlpha=.1;
ax.LineWidth=1.1;
ax.FontSize=11;

精细修饰

对返回的四个对象进行属性设置即可，比如把方向线改为红色，将散点改为圆点：

% 随机生成数据
X=mvnrnd([0,0],[3,1.5;1.5,2],500);

% 绘图
[H1,H2,H3,H4]=PCA2Hist(X);

% 图形对象修饰
H1.Marker='o';
H1.MarkerFaceColor=H1.CData;
H1.MarkerEdgeColor=[1,1,1];
H1.SizeData=80;
H1.LineWidth=.8;

H2.Color=[.8,0,0];

% 创建图例
lgd=legend([H1,H2,H3,H4(1)],'数据点','主方向','数据范围','统计图');
lgd.Location='best';

% 坐标区域修饰
ax=gca;hold on;
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.XGrid='on';
ax.YGrid='on';
ax.XColor=[.2,.2,.2];
ax.YColor=[.2,.2,.2];
ax.GridLineStyle='-.';
ax.GridAlpha=.1;
ax.LineWidth=1.1;
ax.FontSize=11;

到此这篇关于Matlab实现二维散点主方向直方图的绘制详解的文章就介绍到这了,更多相关Matlab直方图内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！