聚类算法---引言

Posted 2022-04-12 小葵花幼儿园园长

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聚类算法--引言

• • 聚类
  • • • 聚类定义
      • 聚类方法分为五类：
      • 数据挖掘对聚类的典型要求：
  • 距离和中心点
  • • 距离公式
    • 中心点

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聚类

参考文章

聚类定义

聚类(Clustering)算法的本质是对数据进行分类,将相异的数据尽可能地分开,而将相似的数据聚成一个类别(也叫族, cluster),即“物以类聚”,从而优化大规模数据库的查询和发现数据中隐含的有用信息和知识.

待分类的数据通常叫做数据记录或数据对象.

聚类算法广泛应用于市场分析、决策支持、商业经营、数据压缩、模式识别和图像处理等诸多领域.

聚类方法分为五类：

基于分层的聚类（BIRCH算法、CURE算法等）：对给定的数据集进行逐层分解，直到某种条件满足为止.

基于划分的聚类（K-means算法、K-medoids算法、Clarans算法）

基于密度的聚类（DBSCAN、OPTICS、DENCLUE算法）

基于网格的聚类（STING算法、CLIQUE算法等）

基于模型的聚类（统计的方案、神经网络的方案）

数据挖掘对聚类的典型要求：

1. 可升缩性
2. 处理不同类型属性的能力：数值型、二元数据、分类数据等
3. 发现任意形状的类簇
4. 对聚类算法初始化参数的知识需求的最小化
5. 处理噪声数据的能力
6. 增量聚类和对输入次序的不敏感
7. 高维性：可以处理高维数据
8. 基于约束的聚类
9. 可解释性和可用性

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距离和中心点

距离公式

关于各种机器学习中的距离公式

两个向量之间的距离可以反映两者的相似程度

$L_p距离$
$$d(x,y)={\left(\sum _{i=1}^n|x_i-y_i{|}^p\right)}^{\frac{1}{p}}$$
其中$p\ge 1$.

• 当p=1时，曼哈顿距离
• 当p=2时，欧几里得距离
• 当p为正无穷时，最大值距离

为什么$p\ge 1$？

• 因为定义距离时，需要满足：非负性、对称性、三角不等式

中心点

对于一个包含m个向量的集合$V=x^{(1)},x^{(2)},.\dots .,x^{(m)}$，其中心点c(V)也是一个向量,其计算公式为
$$c(V)=\frac{1}{m}\sum _{i=1}^m{x}^{(i)}$$
这里的中心点有时也称为质点或质心点.