CURE算法原理及Python实践.docxVIP

  1. 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

CURE算法原理及Python实践

CURE(ClusteringUsingRepresentatives)算法是一种可伸缩的层次聚类算法,特别适用于处理大型数据集、离群点和非球形簇。其原理可以归纳为以下几个方面:

一、算法概述

CURE算法结合了“单链”和“组平均”层次聚类的优点,通过选择代表点(representativepoints)来表示每个簇,并基于这些代表点之间的距离进行聚类。这种方法克服了单一质心或对象表示簇的局限性,能够更好地适应复杂形状的簇和大型数据集。

二、算法步骤

1.采样与分割:

对于大型数据集,CURE算法首先进行随机采样,以减少计算量并保留数据集的主要信息。

接着,将采样得到的数据集分割成多个较小的部分,以便在每个部分中独立进行聚类。

2.选择代表点:

在每个簇中,CURE算法选择固定数量(如c≥10)的代表点。这些代表点通过以下方式选择:首先选择距离质心最远的点作为第一个点,然后依次选择距离已选点最远的点,直到选满c个点。这些点尽量分散,以捕获簇的形状和大小。

3.代表点收缩:

选定代表点后,CURE算法根据一个收缩因子α(0≤α≤1)将这些代表点向簇的质心移动。距离质心越远的点(如离群点)收缩程度越大,从而减少对聚类结果的负面影响。

4.计算簇间距离:

簇间的距离定义为两个簇中距离最近的两个代表点之间的距离。这种距离度量方式使得CURE算法能够处理非球形簇。

5.合并簇:

在聚类过程中,CURE算法将距离最近的簇合并,直到达到预定的簇个数或满足其他停止条件。

三、算法特点

可伸缩性:CURE算法通过随机采样和分割技术,能够处理大规模数据集,同时保持较好的聚类效果。

适应性:CURE算法不使用单一的质心或对象来表示簇,而是选择多个代表点,这使得算法能够适应复杂形状的簇。

鲁棒性:通过代表点收缩技术,CURE算法能够有效地减少离群点对聚类结果的影响,提高聚类的鲁棒性。

四、应用场景

CURE算法在多个领域都有广泛的应用,如生物信息学、文本挖掘、图像分割等。特别是在处理具有复杂形状和非均匀大小簇的数据集时,CURE算法表现出色。

综上所述,CURE算法通过选择代表点、代表点收缩和基于代表点距离的聚类策略,克服了传统聚类算法的局限性,为处理大型、复杂形状和非均匀大小簇的数据集提供了一种有效的解决方案。

五、Python实践

在Python中实现CURE(ClusteringUsingRepresentatives)算法通常涉及几个步骤,包括数据预处理、代表点选择、代表点收缩、计算簇间距离以及簇的合并。然而,需要注意的是,CURE算法并非像K-Means或DBSCAN那样有现成的库可以直接使用,因此你可能需要自己编写一部分代码。

下面,我将提供一个简化的CURE算法实现框架,用于Python环境中。这个框架将不会直接处理大数据集或所有CURE算法的高级特性,但会给出基本的概念和步骤。

首先,你需要安装必要的库,如NumPy和SciPy,它们可以帮助你处理数组和数学运算。

pipinstallnumpyscipy

然后,你可以编写如下的Python代码来模拟CURE算法的一部分:

importnumpyasnp

defselect_representatives(data,num_clusters,num_representatives):

#这里仅作示意,实际应用中需要使用聚类算法(如K-Medoids)来选择初始的代表点

#这里我们随机选择代表点

indices=np.random.choice(data.shape[0],num_clusters*num_representatives,replace=False)

representatives=data[indices].reshape(num_clusters,num_representatives,-1)

returnrepresentatives

defshrink_representatives(representatives,centroids,shrink_factor):

#对每个簇的代表点进行收缩

shrunk_representatives=np.zeros_like(representatives)

foriinrange(representatives.shape[0]):

centroid=centroids[i]

forjinrange(representatives.shape[1]):

shrunk_repre

文档评论(0)

AI智博信息 + 关注
实名认证
文档贡献者

Python数据挖掘

1亿VIP精品文档

相关文档