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Python实现所有算法-K-means

(1) 在 K-means 算法 k 值通常取决于人主观经验; (2) 距离公式常用欧氏距离余弦相似度公式,前者是根据位置坐标直接计算,主要体现个体数值特征差异,而后者更多体现了方向上差异而不是位置上...,cosθ越接近 1 个体越相似,可以修正不同度量标准不统一问题; (3) K-means 算法获得是局部最优解,在算法,初始聚类中心常常是随机选择,一旦初始值选择不好,可能无法得到有效聚类结果...),即所有样本聚类误差(累计每个簇样本到质心距离平方),随着 K 增大每个簇聚合度会增强,SSE 下降幅度会增大,随着 K 值继续增大 SSE 下降幅度会减少并趋于平缓,SSE K 值关系图会呈现成一个手肘形状...,肘部对应 K 值就是最佳聚类数。...以 iris 数据为例: 代码实现 由图看出拐点在 K=2 处,K=3 次之,iris 实际数据分成了三类。

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一文读懂层次聚类(Python代码

下面我先简单回顾一下K-means基本原理,然后慢慢引出层次聚类定义分层步骤,这样更有助于大家理解。 层次聚类K-means有什么不同?...K-means 工作原理可以简要概述为: 决定簇数(k) 从数据随机选取 k 个点作为质心 将所有点分配到最近聚类质心 计算新形成质心 重复步骤 3 4 这是一个迭代过程,直到新形成质心不变...执行层次聚类步骤 上面已经说了层次聚类大概过程,那关键来了,如何确定点相似性呢? 这是聚类中最重要问题之一了,一般计算相似度方法是:计算这些簇质心之间距离。...这个案例,可以得到以下 5 x 5 邻近矩阵: 矩阵里有两点需要注意下: 矩阵对角元素始终为 0,因为点与其自身距离始终为 0 使用欧几里得距离公式来计算非对角元素距离 比如,我们要计算点...1 2 之间距离,计算公式为: 同理,按计算方法完成后填充邻近矩阵其余元素。

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Thinking in SQL系列之:数据挖掘K均值聚类算法与城市分级

算法本身较容易理解,但为了定量说明,还是先祭出几个数学公式 用来定义两个元素,各自具有n个度量属性。 用来标量X与Y相异度(欧拉距离公式),本篇采用该公式。...曼哈顿距离,即街区非直线段距离,很容易理解。也可以用来标量元素间相异度。 标量规格化,为了平衡各个属性因取值单位不同对距离影响而按比例映射到相同取值区间。通常将各个属性均映射到[0,1]区间。...,我们便来实现这么一个质心点选择递归函数,相异度选用欧拉距离公式,为了防止迭代次数过多影响性能,可以指定参数P_MAX_GENERATIOIN NUMBER,即最大递归子代数,具体脚本如下: -...投影列DVALUE相异度计算利用欧拉距离公式,推到TD利用统计函数为每个质心点按相异度排名,TE取排名第一即相异度最小组合,最后将质心点周围点集算术平均值做为新质心集合返回。...SQL,质心点选择函数功能大同小异: 是不是和我一样迫不及待地想看结果了,我所关心城市到底被分到了哪一级,输出结果: 如此便计算出了我心目中四线城市。

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图解K-Means算法

每分配一个样本,聚类中心会根据聚类现有的对象被重新计算。过程将不断重复,直至满足设置终止条件。...在图b我们随机选择了两个类所对应质心,也就是图中蓝色红色质心 分别求出样本每个点到这两个质心距离,并且将每个样本所属类别归到该样本距离最小质心类别,得到图c,也就是第一轮迭代后结果...我们对c图中的当前标记为红色蓝色点分别求出其新质心,得到了图d,此时质心位置发生了改变 图e图f重复了图c图d过程,即将所有点类别标记为距离最近质心类别并求新质心。...k个初始化质心位置选择对最后聚类结果整个大代码运行时间都有非常大影响。因此需要选择合适k个质心 一般k值是通过先验知识来选取。...(dataset,k) # 随机选取k模块 # 计算每个数据点质心距离,并归属到距离最小类别 def minDisctance(dataset, centroidList): # 传入数据集选取质心列表

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从零开始K均值聚类

它计算了一对对象坐标之间平方平方根[4]。它是两个数据点之间直线距离。 欧几里得距离可以用以下方程来衡量。这个公式用xy表示两个点。...这意味着切比雪夫距离为7。 闵可夫斯基距离 闵可夫斯基距离是一种统一距离公式。使用这个距离公式,我们可以通过改变一个参数来获得上面的所有距离距离可以用以下公式计算。...K均值挑战 在前面的部分,我们看到K均值聚类算法初始聚类质心是随机分配,导致了随机迭代执行时间。因此,在算法中选择初始质心点是一个关键问题。...下面的代码实现了K均值聚类概述部分中提到步骤3、步骤4步骤5。...if (C1==C).all(): break 我在上面的代码添加了一些命令,以便更容易理解功能。

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图解K-Means算法

每分配一个样本,聚类中心会根据聚类现有的对象被重新计算。过程将不断重复,直至满足设置终止条件。...在图b我们随机选择了两个类所对应质心,也就是图中蓝色红色质心 分别求出样本每个点到这两个质心距离,并且将每个样本所属类别归到该样本距离最小质心类别,得到图c,也就是第一轮迭代后结果...我们对c图中的当前标记为红色蓝色点分别求出其新质心,得到了图d,此时质心位置发生了改变 图e图f重复了图c图d过程,即将所有点类别标记为距离最近质心类别并求新质心。...k个初始化质心位置选择对最后聚类结果整个大代码运行时间都有非常大影响。因此需要选择合适k个质心 一般k值是通过先验知识来选取。...(dataset,k) # 随机选取k模块 # 计算每个数据点质心距离,并归属到距离最小类别 def minDisctance(dataset, centroidList): # 传入数据集选取质心列表

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推导实现:全面解析高斯过程函数最优化(附代码&公式

我们 GitHub 提供了简单高斯过程示例: https://github.com/EFavDB/gaussian_processes 注意:为了理解这篇文章数学细节,应该熟悉多元正态分布。...最后区间后验样本如下图所示。注意到在采样点附近,后验结果非常理想。然而,在图左侧,一旦我们移动距离≥1(即协方差矩阵 (4) 长度参数),后验就趋近于先验。 ?...如上所述,这是通过边缘似然最大化来完成。这里,我们提供一些关于这个类基本注释可以用来定义(3)协方差矩阵Σ内核函数,以及一段说明调用简单代码。 ? 1....Matern:这是一个广义指数衰减,其中指数是分离距离幂律。特殊限制包括 RBF 绝对距离指数衰减。 有理二次方程:(1+(d / l)2)α。...使用(A8),我们可以得到 f 后验概率 ? 利用这个公式,可以很容易地从近似后验获得置信区间样本,类似于回归。

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嘿,敢不敢来聚个类!

让簇内点尽量紧密连在一起,而让簇间距离尽量大 K-Means 聚类步骤如下: 随机选取K个中心点,代表K个类别; 计算N个样本点K个中心点之间欧氏距离; 将每个样本点划分到最近...(欧氏距离最小)中心点类别——迭代1; 计算每个类别样本点均值,得到K个均值,将K个均值作为新中心点——迭代2; 重复步骤2、3、4; 满足收敛条件后,得到收敛后K个中心点...K-Means 聚类可以用欧式距离,欧式距离很简单,二维平面就是两个点距离公式,在多维空间里,假设两个样本为a(x1,x2,x3,x4...xn),b(y1,y2,y3,y4...yn),那么他们之间欧式距离计算公式是...Attributes: cluster_centers_:质心坐标 Labels_: 每个点分类 inertia_:每个点到其簇质心距离之和...K-Means 聚类能使用距离度量方法不仅仅是欧式距离,也可以使用曼哈顿距离、马氏距离,思想都是一样,只是使用度量公式不同而已。 聚类算法有很多,且看我慢慢道来。

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行人跟踪浅析

在图像识别出人物并在人物上标注矩形边界框,同时计算出矩形中心坐标(质心),并标注其唯一ID。 构建一个简单跟踪算法:计算上一帧图片质心本帧质心之间欧氏距离。...上图:三个人物质心出现在这幅简单图像,我们需要计算每一对质心之间欧几里得距离,颜色区分:上一帧(红色本帧(黄色);当上一帧本帧质心之间距离小于最小安全距离,我们将构建人物跟踪,将人物ID...上一帧质心更新为本帧质心。...在上图中,可以看到我们质心跟踪算法如何选择了关联质心,使它们各自欧几里得距离最小化。但左下角那个孤独点什么都没有联系,我们就将它注册一个新的人物ID。...对于人物在图像丢失、消失或者离开视野等情况,当人物ID在N(本项目设置为50)个后续帧无法与任何现有对象匹配时,我们将注销ID。

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算法研习:K-means聚类分层聚类分析

无监督学习是机器学习另一大分支,与监督学习不同,无监督学习数据集中没有数据标签,因此无法像监督学习分类回归问题那样学习对应标签数据特征,无监督学习只能通过算法分析数据间相似性来对数据进行聚类分析...质心寻找是一个迭代过程,由两个步骤组成: 首先,对于每个质心,算法找到与该质心相近最近点(通常利用欧几里德距离),并将它们分配到该类别。...那么我们如何来判断质心选取好坏呢?衡量标准有很多,今天就给大家介绍一种通过平方差来判断方法,公式如下。 ?...该数学表达式表示某一类数据点到质心平方差之和,那么假如数据集中所有数据都为质心的话,WCSS就为0,下图为质心数与WCSS之间关系: ?...在分层聚类,相似性度量也是通过数据点之间距离来判断,下边介绍分层聚类中三种距离度量方式: 最小值:表示给定两个簇C1C2,它们之间相似性等于点ab之间相似性最小值(平移:距离),使得a属于

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K-means算法及python实现

说明: A.质心数量由用户给出,记为k,k-means最终得到簇数量也是k B.后来每次更新质心个数都初始k值相等 C.k-means最后聚类簇个数用户指定质心个数相等,一个质心对应一个簇...,每个样本只聚类到一个簇里面 D.初始簇为空 Step2.距离度量         将对象点分到距离聚类中心最近那个簇需要最近邻度量策略,在欧式空间中采用是欧式距离,在处理文档采用是余弦相似度函数...,有时候也采用曼哈顿距离作为度量,不同情况实用度量公式是不同。...        以下是python得实例代码以及代码详解,应该可以理解。...在算法,计算每个点到质心距离,选择距离最小质心对应簇作为该数据点划分,然后再基于该分配过程后更新簇质心。重复上述过程,直至各个簇质心不再变化为止。         4.

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机器学习 | K-means聚类

,然后将数据聚类成不同组K-means算法具有一个迭代过程,在这个过程,数据集被分组成若干个预定义不重叠聚类或子组,使簇内部点尽可能相似,同时试图保持簇在不同空间,它将数据点分配给簇,以便簇质心和数据点之间平方距离之和最小...,在这个位置,簇质心是簇数据点算术平均值。...(移动质心,因为上面步骤形成簇没有优化,所以需要形成优化簇。为此,我们需要迭代地将质心移动到一个新位置。取一个簇数据点,计算它们平均值,然后将该簇质心移动到这个新位置。...无法处理异常值噪声数据 不适用于非线性数据集: 对特征尺度敏感- 如果遇到非常大数据集,那么计算机可能会崩溃。...有时随机选择质心并不能带来理想结果; 到这里,如果还有什么疑问欢迎私信、或评论博主问题哦,博主会尽自己能力为你解答疑惑! 如果对你有帮助,你关注是对博主最大支持!!

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K-means 聚类算法

然后算法在下面两个步骤之间迭代: 1.数据分配: 每个质心定义一个集群。在此步骤,基于平方欧氏距离将每个数据点分配到其最近质心。...更正式一点,ci 属于质心集合 C ,然后每个数据点 x 基于下面的公式被分配到一个集群。 ? 其中 dist(·)是标准(L2)欧氏距离。让指向第 i 个集群质心数据点集合定为 Si。...质心更新: 在此步骤,重新计算质心。这是通过获取分配给该质心集群所有数据点平均值来完成公式如下: ?...Elbow point 拐点方法 通常用于比较不同 K 值结果度量之一是数据点与其聚类质心之间平均距离。...简单理解就是:DBI 是聚类内距离与聚类外距离比值。所以,DBI 数值越小,表示分散程度越低,聚类效果越好。

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自动驾驶运动规划(Motion Planning)-车辆运动学模型

s表示车辆速度, image.png 表示steering angle(左为正,右为负),L表示前轮后轮距离,如果steering angle保持 image.png 不变,车辆就会在原地转圈,半径为...x轴、y轴移动距离。...符号 定义 符号 定义 A 前轮中心 B 后轮中心 C 车辆质心 O 转向圆心 后悬长度 前悬长度 V 质心车速 R 转向半径 滑移角 航向角 后轮偏角 前轮偏角 image.png 展开公式...则车辆角速度为: image.png 联立公式(1.5)(1.6)可得: image.png 则在惯性坐标系XY下,可得车辆运动学模型: image.png 模型中有三个输入: image.png...参考链接 本文主要整理自以下文章: 无人驾驶汽车系统入门(五)——运动学自行车模型动力学自行车模型 Apollo代码学习(二)—车辆运动学模型 Kinematic and Dynamic Vehicle

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10.HanLP实现k均值--文本聚类

词频向量: 适合主题较多数据集 定义由 n 个文档组成集合为 S,定义其中第 i 个文档 di 特征向量为 di,其公式如下: image.png 其中 tj表示词表第 j 种单词,m...也就是说,k均值以最小化每个向量到质心欧拉距离平方为准则进行聚类,所以该准则函数有时也称作平方误差函数。...重新计算每个簇质心。 重复步骤 2 步骤 3 直到质心不再发生变化。 k均值算法虽然无法保证收敛到全局最优,但能够有效地收敛到一个局部最优点。...对于该算法,初级读者重点需要关注两个问题,即初始质心选取两点距离度量。...遍历剩下所有数据点,若该点到最近质心距离平方小于0,则选取该点添加到质心列表,同时更新准则函数与 M。如此循环多次,直至凑足 k 个初始质心

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【机器学习】算法原理详细推导与实现(六):k-means算法

聚类算法很多应用场景,举几个最常用: 在生物学应用,经常需要对不同东西进行聚类,假设有很多基因数据,你希望对它们进行聚类以便更好理解不同种类基因对应生物功能 在市场调查,假设你有一个数据库...假设我们取 (k=2) ,那么会在数据集合随机选取两个点作为质心,即下图中红色点 (mu_1) 蓝色点 (mu_2) : ?...再次重复计算每一个 (x^{(i)}) 质心距离,更新质心值。多次迭代收敛后,即使进行更多次迭代, (x^{(i)}) 类别质心值都不会再改变了: ?...}||^2 (J(c,mu)) 表示每个样本点 (x^{(i)}) 到其质心距离平方,当 (J(c,mu)) 没有达到最小值,可以固定 (c^{(j)}) 更新每个簇质心 (mu_j) ,质心变化后固定质心值...可以看到当 (k=3) 时轮廓系数最大为0.722 数据代码下载请关注公众号【 机器学习大数据挖掘 】,后台回复【 机器学习 】即可获取

1.1K10

使用姿势估计进行跌倒检测

为了使AI能够理解接收到输入,我们需要教它检测特定图案形状,并制定自己规则。 为了构建能够检测跌倒AI ,我们决定不收集大型数据集为此目的专门训练模型。...在下一帧中计算新质心。 4. 计算当前帧上一帧质心之间欧几里得距离,并根据最小距离对其进行关联。 5. 如果找到相关性,请使用旧质心ID更新新质心。 6....我首先选择脖子作为稳定参考点(与摆动胳膊腿比较)。接下来,我根据定义整个人边界框计算了人感知高度。然后,我以帧间隔计算了脖子点之间垂直距离。...如果垂直距离超过人感知身高一半,则该算法将发出跌倒信号。 但是,在观看多部关于摔倒YouTube视频之后,我意识到摔倒方式方向不同。...添加了两点检查功能,仅当可以同时检测到该人脖子脚踝点时才注意跌倒。如果由于遮挡而无法完全识别人身高,这可以防止对人身高进行不正确计算 试验结果 在撰写本文时,缺乏大量跌倒检测数据集。

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教程 | 用人工蜂群算法求解k-分区聚类问题

质心也可理解为由数据定义搜索空间上点,由于每个质心定义了一个分组,每个数据点将被分配到距离它最近质心。 人工蜂群算法聚类应用 如何修改原始 ABC 算法使其得以执行聚类任务?...如果将人工集群每一个点(蜂)视为聚类问题一个划分,那么每一个点可以代表一整组候选质心。如果对 d 维空间上数据集执行 k 分区,那么每个点都将是一个 k·d 维向量。...文献中提到了几个目标函数,但是最为人熟知方法是所谓平方误差(Sum of Squared Errors,SSE)。 ? 平方误差公式。 这个公式是什么意思?...平方误差(SSE)是一种聚类度量指标,其思想非常简单。它是一个计算数据每个实例到其最接近质心平方距离值。算法优化目标是尽量减小这个值大小。...由于随机初始化,生成质心顺序可能与类顺序不匹配。因此在 ABC 算法输出图像,组颜色可能会不匹配。不过这并不重要,因为人们更关心是对应分组外观。

96000

激光雷达相机在线语义初始化与校准

研究背景 雷达传感器能够稳定地获取物体空间数据,但是分辨率低, 无法获得物体颜色信息; 而相机传感器能够获得高分辨率RGB图像,但是其对光照敏感同时也无法得到距离信息....本文主要贡献如下: (1).提出了一种基于语义分割雷达相机外参标定方法 (2).引入语义质心(SC)来估计优化初始值....这意味着点云语义质心图像语义质心可能没有很好对应. 因此, 这里计算结果仅作为代价函数初始值. 图2 展示了点云和图像语义分割结果以及语义质心 ?...由于我们发现在图4可视化语义质心都近似分布在一个平面上, 使用EPnP方法来求解这个PnP问题将会变得很困难, 因此我们选择使用IPPE方法来进行求解.....粉红色框内容表示车辆类别的点云,在经过外参投影到图像像素时会原始语义图像(图像语义类别由图像GT提供)车辆像素位置发生轻微错位.图8(b)错位情况较为严重,是由于车辆类别外参都是预测得到

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Python Monte Carlo K-Means聚类实战研究|附代码数据

分配 一旦质心在空间中被随机初始化,我们迭代数据集中每个模式并将其分配给最近质心。尝试并行执行步骤,尤其是在数据集中有大量模式情况下。...更新 一旦将模式分配给它们质心,就应用均值漂移启发式。启发式替换每个质心每个值,并将该值平均值替换为已分配给该质心模式。这将质心移向属于它图案高维平均值。...假设您计算从每个模式到每个其他模式距离,以计算哪个簇最接近,并且您为每个模式执行操作。在这个例子,相当于35,156次计算。...聚类结果 - 可视化质心分析 欧几里德距离量化误差是蒙特卡罗K均值聚类中使用距离质量度量。数据集是2014年标准化时间点数据集,其中包括19个与实际GDP增长正相关社会经济指标。...群集细分质心分析 下面的每个标签都将集群分解为属于它国家,并将质心与我们聚集19个社会经济指标每一个中心质心进行比较。

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