kmeans算法

無監(jiān)督學(xué)習(xí)掂僵,聚類算法

選取K個點作為初始質(zhì)心:

repeat:

將每個點指派到最近的質(zhì)心惊暴,形成K個類

重新計算每個類的質(zhì)心

until 質(zhì)心不在發(fā)生變化


計算點到質(zhì)心的方法:

1.歐氏距離:歐氏空間中的數(shù)據(jù)

2.哈曼頓距離:

3.余弦相識度:常用于文本數(shù)據(jù)


最小化目標(biāo)函數(shù):最小化誤差平方和。

數(shù)據(jù)到該類中心聚類距離平方和


簡單髓梅,K值不好選取,隨機性比較大

K的選取:

1.多次隨機選取圆仔,選取誤差平方和最小的那個質(zhì)心

2.?

初始中心的選取

1.隨機選取

2. 計算每一維特征的最大值和最小值蔫劣,max min 坪郭,該維度的中心選取方式為: min + (max - min)*random(0,1)

其他維度同理


二分K均值

簡單思想:為了得到K個簇,將所有的點集合分成兩個類簇脉幢,從這些簇中選取一個繼續(xù)分裂歪沃,如此下去,直到參生K個簇嫌松。

算法流程:

1沪曙,初始化類簇,使之包含所有點組成的簇

2萎羔,repeat:

2.1從簇表中選取一個類簇

2.2{對選定的類簇多次二分“試驗”}

2.2.1for i = 1 to 測試次數(shù) do

2.2.2使用基本K均值液走,二分選定的簇

2.2.3end for

2.3 從二分試驗中選取具有最小總SSE的兩個簇

2.4將這兩個簇添加到簇表中

2.5until 簇表中包含K個簇

注意:

2.1從簇表中選取一個類簇:選取類簇的方法:

(1)最大的簇

(2)最大SSE的簇

(3)基于最大和SSE的標(biāo)準(zhǔn)選擇類簇

實驗中通常,使用結(jié)果簇的質(zhì)心作為基本K均值的初始中心贾陷,對結(jié)果簇逐步求精缘眶。

因為在二分K均值算法中只是局部地使用kmeans算法,即其中的二分簇時髓废。


看到下面另外一種kmeans改進算法

K-Means ++ 算法

k-means++算法選擇初始seeds的基本思想就是:初始的聚類中心之間的相互距離要盡可能的遠磅崭。

1.從輸入的數(shù)據(jù)點集合中隨機選擇一個點作為第一個聚類中心

2.對于數(shù)據(jù)集中的每一個點x,計算它與最近聚類中心(指已選擇的聚類中心)的距離D(x)

3.選擇一個新的數(shù)據(jù)點作為新的聚類中心瓦哎,選擇的原則是:D(x)較大的點砸喻,被選取作為聚類中心的概率較大

4.重復(fù)2和3直到k個聚類中心被選出來

5.利用這k個初始的聚類中心來運行標(biāo)準(zhǔn)的k-means算法

從上面的算法描述上可以看到,算法的關(guān)鍵是第3步蒋譬,如何將D(x)反映到點被選擇的概率上割岛,一種算法如下:

1.先從我們的數(shù)據(jù)庫隨機挑個隨機點當(dāng)“種子點”

2.對于每個點,我們都計算其和最近的一個“種子點”的距離D(x)并保存在一個數(shù)組里犯助,然后把這些距離加起來得到Sum(D(x))癣漆。

3.然后,再取一個隨機值剂买,用權(quán)重的方式來取計算下一個“種子點”惠爽。這個算法的實現(xiàn)是癌蓖,先取一個能落在Sum(D(x))中的隨機值Random,然后用Random -= D(x)婚肆,直到其<=0租副,此時的點就是下一個“種子點”。

4.重復(fù)2和3直到k個聚類中心被選出來

利用這k個初始的聚類中心來運行標(biāo)準(zhǔn)的k-means算法

可以看到算法的第三步選取新中心的方法较性,這樣就能保證距離D(x)較大的點用僧,會被選出來作為聚類中心了。至于為什么原因比較簡單赞咙,如下圖 所示:

假設(shè)A责循、B、C攀操、D的D(x)如上圖所示院仿,當(dāng)算法取值Sum(D(x))*random時,該值會以較大的概率落入D(x)較大的區(qū)間內(nèi)速和,所以對應(yīng)的點會以較大的概率被選中作為新的聚類中心歹垫。

來源鏈接:http://blog.csdn.net/lonelyrains/article/details/50916152

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