h划分的聚类算法

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课程名称： 《模式识别》 课程编号：

题目: 基于划分的聚类算法

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基于划分的聚类算法

2016-11-20

摘 要:

聚类分析是数据挖掘的一个重要研究分支，已经提出了许多聚类算法，划分方法是其中之一。基于

划分的聚类算法就是用统计分析的方法研究分类问题。本文介绍了聚类的定义以及聚类算法的种类，详细阐述了K均值聚类算法和K中心点聚类算法的基本原理并对他们的性能进行分析，对近年来各学者对基于划分的聚类算法的研究现状进行梳理，对其具体应用实例作简要介绍。

关键字： 数据挖掘；聚类；K 均值聚类算法；K 中心点聚类算法；K众数算法；k多层次聚类算法

Partitional clustering algorithms

Abstract: Clustering analy

1.聚类定义

“聚类是把相似的对象通过静态分类的方法分成不同的组别或者更多的子集（subset）,这样让在同一个子集中的成员对象都有一

些相似的属性” ——wikipedia “聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组成为由类似的对象组成的多个类的分析过程。它是一种重要的人类行为。聚类是将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程，所以同一个簇中的对

象有很大的相似性，而不同簇间的对象有很大的相异性。” ——百度百科

说白了，聚类（clustering）是完全可以按字面意思来理解的——将相同、相似、相近、相关的对象实例聚成一类的过程。简单理解，如果一个数据集合包含N个实例，根据某种准则可以将这N个实例划分为m个类别，每个类别中的实例都是相关的，而不同类别之间是区别的也就是不相关的，这个过程就叫聚类了。

2.聚类过程:

1) 数据准备:包括特征标准化和降维.

2) 特征选择:从最初的特征中选择最有效的特征,并将其存储于向量中.

3) 特征提取:通过对所选择的特征进行转换形成新的突出特征.

4) 聚类(或分组):首先选择合适特征类型的某种距离函数(或构造新的

几种聚类的算法 安世亚太研究院 2012-12-5 作者: 张晓燕 几种聚类的算法 目录 1.1 1.2 谱聚类 ........................................................................................................... 2 增量谱聚类 .................................................................................................... 2 一、 增量谱聚类........................................................................................................ 2 二． AFFINITY PROPAGATION 聚类算法 .............................................................................. 5 2.1 AFFINITY PROPA

各种聚类算法及改进算法的研究

作者：王安志 李明东 李 超 时间：2009-3-3 10:59:00 来源：论文天下论文网

论文关键词：数据挖掘；聚类算法；聚类分析

论文摘要：该文详细阐述了数据挖掘领域的常用聚类算法及改进算法，并比较分析了其优缺点，提出了数据挖掘对聚类的典型要求，指出各自的特点，以便于人们更快、更容易地选择一种聚类算法解决特定问题和对聚类算法作进一步的研究。并给出了相应的算法评价标准、改进建议和聚类分析研究的热点、难点。上述工作将为聚类分析和数据挖掘等研究提供有益的参考。

1 引言

随着经济社会和科学技术的高速发展，各行各业积累的数据量急剧增长，如何从海量的数据中提取有用的信息成为当务之急。聚类是将数据划分成群组的过程，即把数据对象分成多个类或簇，在同一个簇中的对象之间具有较高的相似度，而不同簇中的对象差别较大。它对未知数据的划分和分析起着非常有效的作用。通过聚类，能够识别密集和稀疏的区域，发现全局的分布模式，以及数据属性之间的相互关系等。为了找到效率高、通用性强的聚类方法人们从不同角度提出了许多种聚类算法，一般可分为基于层次的，基于划分的，基于密度的，基于网格的和基于模型的五大类。 2 数据

独创性声明

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I

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dataset=load('F:\\experience1.mat'); center1=[1 1 1;-1 1 -1]; center2=[0 0 0;1 1 -1]; center3=[0 0 0;1 1 1;-1 0 2];

center4=[-0.1 0 0.1;0 -0.1 0.1;-0.1 -0.1 0.1]; %%%%%%%%kmeans [k_class1,C1,sumd1,D1]=kmeans(dataset.data,2,'start',center1); one1=dataset.data(find(k_class1==1),:); second1=dataset.data(find(k_class1==2),:); scatter3(one1(:,1),one1(:,2),one1(:,3),'*','r') hold on

scatter3(second1(:,1),second1(:,2),second1(:,3),'o','g') hold off

xlabel('X1','Fontsize',15); ylabel('X2','Fon

聚类

第2 2卷第 2期Vo . 2 No. 12 2

重庆工学院学报(自然科学)Ju a o hn q gIstt o eh o g ( a r c ne orl f og i tue f cnl y N t a Si c ) n C n ni T o ul e

20 0 8年 2月F b.2 0 e 08

模糊 c均值聚类算法刘蕊洁，金波，张刘锐(州交通大学数理与软件工程学院，兰兰州、

707 ) 30 0‘ : ^: 0 d^

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摘要：模糊聚类是一种重要数据分析和建模的无监督方法 .对模糊聚类进行了概述，理论和实从验 2个方面研究了模糊 C均值聚类算法，对该算法的优点及存在的问题进行了分析 .并结果表

明，该算法设计简单，应用范围广，仍存在容易陷入局部极值点等问题，但还需进一步研究 .关键词：模糊 C均值算法；模糊聚类；聚类分析文献标识码： A文章编号：6 1 17一￣2 ( 0 )2 19 3 42 8 o一o3—0 0中图分类号：P 8 T 11

Fu z M e n u trng Al o ih z y c- a s Clse i g rt m

LU R i i, H N nb,LU R i

k-means聚类算法的研究

1．k-means算法简介

1.1 k-means算法描述

给定n个对象的数据集D和要生成的簇数目k，划分算法将对象组织划分为k个簇（k<=n），这些簇的形成旨在优化一个目标准则。例如，基于距离的差异性函数，使得根据数据集的属性，在同一个簇中的对象是“相似的”，而不同簇中的对象是“相异的”。划分聚类算法需要预先指定簇数目或簇中心，通过反复迭代运算，逐步降低目标函数的误差值，当目标函数收敛时，得到最终聚类结果。这类方法分为基于质心的（Centroid-based）划分方法和基于中心的（Medoid-based）划分方法，而基于质心的划分方法是研究最多的算法，其中k-means算法是最具代表和知名的。

k-means算法是1967年由MacQueen首次提出的一种经典算法，经常用于数据挖掘和模式识别中，是一种无监督式的学习算法，其使用目的是对几何进行等价类的划分，即对一组具有相同数据结构的记录按某种分类准则进行分类，以获取若干个同类记录集。k-means聚类是近年来数据挖掘学科的一个研究热点和重点，这主要是因为它广泛应用于地球科学、信息技术、决策科学、医学、行为学和商业智能等领域。迄今为止，很多聚类任务都选择该算法。k-means算法是应用最为广泛的聚类算法。该算法以类中各样本的加权均值（成为质心）代表该类，只用于数字属性数据的聚类，算法有很清晰的几何和统计意义，但抗干扰性较差。通常以各种样本与其质心欧几里德距离总和作为目标函数，也可将目标函数修改为各类中任意两点间欧几里德距离总和，这样既考虑了类的分散度也考虑了类的紧致度。k-means算法是聚类分析中基于原型的划分聚类的应用算法。如果将目标函数看成分布归一化混合模型的似然率对数，k-means算法就可以看成概率模型算法的推广

Tensorflow___K-Means聚类算法

importnumpyas np

fromnumpy.linalgimportcholesky importmatplotlib.pyplotasplt import seaborn assns import pandas aspd importtensorflowastf

from random import choice, shuffle fromnumpyimport array

############SachinJoglekar的基于tensorflow写的一个kmeans模板############### defKMeansCluster(vectors, noofclusters): \

K-Means Clustering using TensorFlow.

`vertors`应该是一个n*k的二维的NumPy的数组，其中n代表着K维向量的数目 'noofclusters' 代表了待分的集群的数目，是一个整型值 \

noofclusters = int(noofclusters) assertnoofclusters

dim = len(v

针对凝聚式的层次聚类算法在聚类过程中层次化的迭代运算使误差不断累积,导致聚类结果较差的问题,在GN快速算法基础上提出了一种改进的凝聚式层次聚类算法,即网状聚类算法。实验结果表明,该改进算法避免了误差的积累,可以获得更高质量的聚类结果。

第3卷第6 3期 21年 1月 0 2 1

武汉理工大学学报 息与管理工程版信J U N LO T IF R A IN&M N G M N N IE RN ) O R A FWU (N O M TO A A E E TE GN E IG

V 13 . o . 3 No 6 De . 0 1 c 2 1

文章编号：0 7—14 2 1 ) 6— 83—0 10 4 X(0 10 0 8 4

文献标志码： A

一

种改进的层次聚类算法靳延安，刘行军(湖北经济学院信息管理学院，湖北武汉 4 0 0 ) 3 2 5

摘

要：针对凝聚式的层次聚类算法在聚类过程中层次化的迭代运算使误差不断累积，导致聚类结果较差的

问题， G在 N快速算法基础上提出了一种改进的凝聚式层次聚类算法，网状聚类算法。实验结果表明，即该改进算法避免了误差的积累，可以获得更高质量的聚类结果。

关键词：聚类算法；网状聚类；块性函数模中图分类号￣P 9 T