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机器学习 | 密度聚类和层次聚类

密度聚类和层次聚类 密度聚类 背景知识 如果 S 中任两点的连线内的点都在集合 S 内,那么集合 S称为凸集。反之,为非凸集。...DBSCAN 算法介绍 与划分和层次聚类方法不同,DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)是一个比较有代表性的基于密度的聚类算法...两个超参数 扫描半径(eps)和最小包含点数(minPts)来获得簇的数量,而不是猜测簇的数目 扫描半径 (eps): 用于定位点/检查任何点附近密度的距离度量 最小包含点数(minPts):...层次聚类 层次聚类假设簇之间存在层次结构,将样本聚到层次化的簇中。...层次聚类又有聚合聚类 (自下而上) 、分裂聚类(自上而下) 两种方法 因为每个样本只属于一个簇,所以层次聚类属于硬聚类 背景知识 如果一个聚类方法假定一个样本只能属于一个簇,或族的交集为空集,那么该方法称为硬聚类方法

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    生信代码:层次聚类和K均值聚类

    层次聚类 层次聚类 (hierarchical clustering)是一种对高维数据进行可视化的常见方法。...,重复这个过程,得到一棵数据树——树状图 (dendrogram),展示数据聚类结果。...3.曼哈顿距离 (Manhattan distance):两点在标准坐标系上的轴距离之差的绝对值的和。 i和j代表第i和第j个观测值,p是维度。...➢层次聚类的合并策略 ・Average Linkage聚类法:计算两个簇中的每个数据点与其他簇的所有数据点的距离。将所有距离的均值作为两个簇数据点间的距离。...heatmap( )对行进行聚类分析,将列看作为观测值,生成热图,根据层次聚类算法对表格中的行和列进行重排。行的左侧有一个聚类树状图,说明可能存在三个簇。 2.

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    聚类算法之DBSCAN聚类

    DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) 是一种基于密度的聚类算法,基于密度的聚类寻找被低密度区域分离的高密度区域...若某一点,从任一核心地点出发都是密度不可达的,则称该点为噪声点 DBSCAN 聚类算法实现如下图: ? 当出现奇葩数据时,K-Means 无法正常聚类,而 DBSCAN 完全无问题 ?...优点: 与K-Means相比,不需要手动确定簇的个数K,但需要确定邻域r和密度阈值minPts 能发现任意形状的簇 能有效处理噪声点(邻域r和密度阈值minPts参数的设置可以影响噪声点)...缺点: 当数据量大时,处理速度慢,消耗大 当空间聚类的密度不均匀、聚类间距差相差很大时参数密度阈值minPts和邻域r参数选取困难 对于高维数据,容易产生“维数灾难”(聚类算法基于欧式距离的通病...(聚类结果中-1表示没有聚类为离散点) # 模型评估 print('估计的聚类个数为: %d' % n_clusters_) print("同质性: %0.3f" % metrics.homogeneity_score

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    聚类算法之层次聚类

    层次聚类(Hierarchical Clustering)是聚类算法的一种,通过计算不同类别的相似度类创建一个有层次的嵌套的树。...层次聚类怎么算 层次聚类分为自底向上和自顶向下两种,这里仅采用scikit-learn中自底向上层次聚类法。...将相邻最近的两组归为同一组 重复第二步,直到合并成为一个组,聚类结束 聚类过程的散点图变化一下,就是我们要的层次图 层次聚类 Python 实现 import numpy as np from sklearn.cluster...import AgglomerativeClustering data = np.random.rand(100, 3) #生成一个随机数据,样本大小为100, 特征数为3 #假如我要构造一个聚类数为...3的聚类器 estimator = AgglomerativeClustering(n_clusters=3)#构造聚类器 estimator.fit(data) print(estimator.labels

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    层次聚类与聚类树

    聚类可以分为特征聚类(Vector Clustering)和图聚类(Graph Clustering)。特征聚类是指根据对象的特征向量矩阵来计算距离或者相关性来实现聚类,例如各种层次聚类和非层次聚类。...⑶平均聚合聚类 平均聚合聚类(averageagglomerative clustering)是一类基于对象之间平均相异性或者聚类簇形心(centroid)的进行聚类的方法。...在生态学中Bray-Curtis距离矩阵一般使用方法"average"进行分析,其聚类树结构介于单连接和完全连接聚类之间。...⑷最小方差聚类 Ward最小方差聚类是一种基于最小二乘法线性模型准则的聚类方法。分组的依据是使组内距离平方和(方差)最小化,由于使用了距离的平方,常常使聚类树基部过于膨胀,可取平方根再进行可视化。...聚类树 聚类树是聚类分析最常用的可视化方法。

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    聚类

    聚类分析 scikit-learn的sklearn.cluster模块提供了多种聚类方法 K-means聚类 仿射传播聚类 均值漂移聚类 谱聚类 凝聚聚类 密度聚类 高斯混合聚类 层次聚类 K-means...聚类分析 K-means聚类分析可以使用KMeans()类和k_means方法。...肘部法则寻找最佳K值 ax2 = p.add_subplot(1,2,2) DrawElbowKMeans(X=X) plt.show() 在利用K-meanns方法对数据进行聚类分析时需要注意的一个问题是数据聚类后的簇标签和聚类前数据集的类标签未必完全一致...,极有可能在分类前是类标签是0和1聚类后变成了1和0,这个问题在进行聚类分析可视化时一定要注意。...labels= kmeans.labels_ #提取聚类结果的类标签 #获取每个样本的簇标签的索引,获取簇0和簇1 index_label0,index_label1=np.where(labels=

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    聚类(Clustering) hierarchical clustering 层次聚类

    假设有N个待聚类的样本,对于层次聚类来说,步骤: 1、(初始化)把每个样本归为一类,计算每两个类之间的距离,也就是样本与样本之间的相似度; 2、寻找各个类之间最近的两个类,把他们归为一类(这样类的总数就少了一个...); 3、重新计算新生成的这个类与各个旧类之间的相似度; 4、重复2和3直到所有样本点都归为一类,结束 ?...整个聚类过程其实是建立了一棵树,在建立的过程中,可以通过在第二步上设置一个阈值,当最近的两个类的距离大于这个阈值,则认为迭代可以终止。另外关键的一步就是第三步,如何判断两个类之间的相似度有不少种方法。...这里介绍一下三种: SingleLinkage:又叫做 nearest-neighbor ,就是取两个类中距离最近的两个样本的距离作为这两个集合的距离,也就是说,最近两个样本之间的距离越小,这两个类之间的相似度就越大...这两种相似度的定义方法的共同问题就是指考虑了某个有特点的数据,而没有考虑类内数据的整体特点。

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    无监督:聚类与改进聚类详解

    聚类: 聚类就是将相似的对象聚在一起的过程。如总统大选,选择那部分容易转换立场的表决者,进行针对性的宣传,可以扭转局势。 聚类将相似的对象归到同一簇中,相似取决于相似度度量方法。...K-means聚类,可能收敛到局部最小值,在大规模数据集上收敛较慢。...直到类间距离足够大,类内距离足够小。 随机初始化质心时,必须找到数据集的边界,通过找到数据集中每一维数据的最大和最小值,然后生成0-1之间的随机数并通过取值范围和最小值确保随机点在数据的边界之类。...用于度量聚类效果的指标可以是SSE(误差平方和)。我们可以通过增加簇的数量来减小SSE,若想要保持簇的总数不变,可以将某两个簇进行合并。...应用:对地图上的点进行聚类,从而用比较合理的大巴接送方案完成一个活动或一次旅行。 为出租车和乘客选择合适的候车点等。

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    聚类算法 ---- 大数据聚类算法综述

    文章大纲 简介 聚类算法的分类 相似性度量方法 大数据聚类算法 spark 中的聚类算法 聚类算法对比 性能对比 效果对比 参考文献 简介 随着数据量的迅速增加如何对大规模数据进行有效的聚类成为挑战性的研究课题...,面向大数据的聚类算法对传统金融行业的股票投资分析、 互联网金融行业中的客户细分等金融应用领域具有重要价值, 本文对已有的大数据聚类算法,以及普通聚类算法做一个简单介绍 聚类分析是伴随着统计学、计算机学与人工智能等领域科学的发展而逐步发展起来的...曼哈顿距离在基于自适应谐振理论(Adaptive Resonance Theory, ART)的同步聚类(SYnchronization Clustering, SYC)中有较好的应用;但是,需要注意的是这种距离不再符合在特征空间中转化和旋转的不变性...当聚类存在对称模式时,就可以使用对称点距离。其表示公式为: 对称点距离是该点到对称点和其他点距离的最小值。 7)相关系数(Correlation Coefficient)。...大数据聚类算法 spark 中的聚类算法 http://spark.apache.org/docs/latest/ml-clustering.html spark 支持的聚类算法有以下几个: K-means

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    机器学习(7)——聚类算法聚类算法

    其次,在利用K-Means算法进行聚类之前,需要初始化k个聚类中心,在上述的K-Means算法的过程中,使用的是在数据集中随机选择最大值和最小值之间的数作为其初始的聚类中心,但是聚类中心选择不好,对于K-Means...D(X),基于D(X)采用线性概率(每个样本被选为下一个中心点的概率)选择出下一个聚类中心点距离较远的一个点成为新增的一个聚类中心点) q 重复步骤2直到找到k个聚类中心点 这种由于依靠中心点和中心点之间的有序性进行中心点的划分...实际上,这种思路不仅应用于K-Means聚类,还广泛应用于梯度下降、深度网络等机器学习和深度学习算法。...因为聚类算法得到的类别实际上不能说明任何问题,除非这些类别的分布和样本的真实类别分布相似,或者聚类的结果满足某种假设,即同一类别中样本间的相似性高于不同类别间样本的相似性。...优点: (1)对任意数量的聚类中心和样本数,随机聚类的ARI都非常接近于0; (2)取值在[-1,1]之间,负数代表结果不好,越接近于1越好; (3)可用于聚类算法之间的比较。

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    【算法】k均值和层次聚类

    小编邀请您,先思考: 1 聚类算法有什么应用? 2 如何做聚类? 看看下面这张图,有各种各样的虫子和蜗牛,你试试将它们分成不同的组别? 完成了吗?...鉴于人工智能和机器学习的关键就是快速理解大量输入数据,那在开发这些技术方面有什么捷径呢?在本文中,你将阅读到两种聚类算法——k-均值聚类和层次聚类,机器可以用其来快速理解大型数据集。...K-均值聚类的一个明显限制是你必须事先提供预期聚类数量的假设。目前也存在一些用于评估特定聚类的拟合的方法。...比如说,聚类内平方和(Within-Cluster Sum-of-Squares)可以测量每个聚类内的方差。聚类越好,整体 WCSS 就越低。...另外一种(更高计算量)的方法从巨型聚类开始,然后将数据分解为更小的聚类,直到独立数据点。

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    KMEANS均值聚类和层次聚类:亚洲国家地区生活幸福质量异同可视化分析和选择最佳聚类数

    我将使用两种聚类方法,即k均值和层次聚类,以及轮廓分析来验证每种聚类方法。...聚类成员和结果 k均值聚类的结果是: #聚类成员 asa$Cuter <- c$luser 聚类图在散点图中绘制k均值聚类和前两个主成分(维度1和2)。...聚类2与其他聚类之间存在很多分隔。 聚类1、3和4之间的间隔较小。 前两个组成部分解释了点变异的70%。 聚类1有2个国家,其聚类平方和之内很小(在聚类变异性内)。 聚类2有1个国家。...聚类2有2个国家。 聚类3有3个国家。 聚类4有1个国家。 聚类4和其他聚类之间有很多间隔。 聚类1、2和3之间的间隔较小。 聚类1中的变异性似乎很大。...例如,在k均值和全链接中,印度尼西亚和缅甸与大多数南亚和东南亚国家不在同一聚类中,而印度尼西亚和缅甸与在平均链接中的国家在同一聚类中。 K-means和分层聚类都产生了相当好的聚类结果。

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    谱聚类

    对于一组模式{x1, x2, …, xn},谱聚类: 基于无向加权图G=(V,E),其中每个顶点vi对应一个xi,顶点vi和vj间的边有权值wij≥0 聚类问题就是要求G的连通子图 顶点...vi的度为 di=wij求和 相应的,定义邻接矩阵W和度矩阵D(对角阵) 邻接矩阵W可根据模式间的相似度s(xi, xj)获得 无向图G=(V,E)的拉普拉斯矩阵(Laplacianmatrix)...,我们仍可认为: 若L的某些特征向量对应的特征值较小,则该特征 向量给出了对聚类有用的信息 算法流程: 定义相似性度量s并计算相似性矩阵,设定聚类的类别数k 根据相似性矩阵S计算邻接矩阵W...,在新空间中进行聚类。...谱聚类的本质实际就是先将模式隐射到一个新的空间,再以传统方式聚类 使用谱聚类须首先回答的一些问题: 给定相似度矩阵S,怎样获得邻接矩阵W?

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