k聚類演算法matlab
❶ 怎樣用matlab實現多維K-means聚類演算法
function [ labels ] = kmeans_clustering( data, k )
[num,~]=size(data);
ind = randperm(num);
ind = ind(1:k);
centers = data(ind,:);
d=inf;
labels = nan(num,1);
while d>0
labels0 = labels;
dist = pdist2(data, centers);
[~,labels] = min(dist,[],2);
d= sum(labels0 ~= labels);
for i=1:k
centers(i,:)=mean(data(labels == i,:),1);
end
end
end
❷ 怎麼用Matlab計算聚類演算法的正確率問題
我把K-mediods的matlab代碼貼出來，你好好學習一下
function label = kmedoids( data,k,start_data )
% kmedoids k中心點演算法函數
% data 待聚類的數據集,每一行是一個樣本數據點
% k 聚類個數
% start_data 聚類初始中心值,每一行為一個中心點,有cluster_n行
% class_idx 聚類結果,每個樣本點標記的類別
% 初始化變數
n = length(data);
dist_temp1 = zeros(n,k);
dist_temp2 = zeros(n,k);
last = zeros(n,1);
a = 0;
b = 0;
if nargin==3
centroid = start_data;
else
centroid = data(randsample(n,k),:);
end
for a = 1:k
temp1 = ones(n,1)*centroid(a,:);
dist_temp1(:,a) = sum((data-temp1).^2,2);
end
[~,label] = min(dist_temp1,[],2);
while any(label~=last)
for a = 1:k
temp2 = ones(numel(data(label==a)),1);
temp3 = data(label==a);
for b = 1:n
temp4 = temp2*data(b,:);
temp5 = sum((temp3-temp4).^2,2);
dist_temp2(b,a) = sum(temp5,1);
end
end
[~,centry_indx] = min(dist_temp2,[],1);
last = label;
centroid = data(centry_indx,:);
for a = 1:k
temp1 = ones(n,1)*centroid(a,:);
dist_temp1(:,a) = sum((data-temp1).^2,2);
end
[~,label] = min(dist_temp1,[],2);
end
end
❸ 怎樣用matlab作聚類分析啊求操作T_T T_T
展示如何使用MATLAB進行聚類分析
分別運用分層聚類、K均值聚類以及高斯混合模型來進行分析，然後比較三者的結果
生成隨機二維分布圖形，三個中心
% 使用高斯分布（正態分布）
% 隨機生成3個中心以及標准差
s = rng(5,'v5normal');
mu = round((rand(3,2)-0.5)*19)+1;
sigma = round(rand(3,2)*40)/10+1;
X = [mvnrnd(mu(1,:),sigma(1,:),200); ...
mvnrnd(mu(2,:),sigma(2,:),300); ...
mvnrnd(mu(3,:),sigma(3,:),400)];
% 作圖
P1 = figure;clf;
scatter(X(:,1),X(:,2),10,'ro');
title('研究樣本散點分布圖')
K均值聚類
% 距離用傳統歐式距離，分成兩類
[cidx2,cmeans2,sumd2,D2] = kmeans(X,2,'dist','sqEuclidean');
P2 = figure;clf;
[silh2,h2] = silhouette(X,cidx2,'sqeuclidean');
從輪廓圖上面寬肢看，第二類結果比較好，但是第一類有部分數據表現不佳。有相當部分的點落在0.8以下。
分層聚類
eucD = pdist(X,'euclidean');
clustTreeEuc = linkage(eucD,'average');
cophenet(clustTreeEuc,eucD);
P3 = figure;clf;
[h,nodes] = dendrogram(clustTreeEuc,20);
set(gca,'TickDir','out','TickLength',[.002 0],'XTickLabel',[]);
可以選擇dendrogram顯示的結點數目，這里選擇20 。結果顯示可能可以分成三類
重新調用K均世笑值法
改為分成三類
[cidx3,cmeans3,sumd3,D3] = kmeans(X,3,'dist','sqEuclidean');
P4 = figure;clf;
[silh3,h3] = silhouette(X,cidx3,'sqeuclidean');
圖上看，比前面的結果略有改善。
將分類的結果展示出來
P5 = figure;clf
ptsymb = {'bo','ro','go',',mo','c+'};
MarkFace = {[0 0 1],[.8 0 0],[0 .5 0]};
hold on
for i =1:3
clust = find(cidx3 == i);
plot(X(clust,1),X(clust,2),ptsymb{i},'MarkerSize',3,'MarkerFace',MarkFace{i},'MarkerEdgeColor','black');
plot(cmeans3(i,1),cmeans3(i,2),ptsymb{i},'MarkerSize',10,'MarkerFace',MarkFace{i});
end
hold off
運用高斯混合分布模型進行聚類分析
分別用分布圖、熱能慎返世圖和概率圖展示結果 等高線
% 等高線
options = statset('Display','off');
gm = gmdistribution.fit(X,3,'Options',options);
P6 = figure;clf
scatter(X(:,1),X(:,2),10,'ro');
hold on
ezcontour(@(x,y) pdf(gm,[x,y]),[-15 15],[-15 10]);
hold off
P7 = figure;clf
scatter(X(:,1),X(:,2),10,'ro');
hold on
ezsurf(@(x,y) pdf(gm,[x,y]),[-15 15],[-15 10]);
hold off
view(33,24)
熱能圖
cluster1 = (cidx3 == 1);
cluster3 = (cidx3 == 2);
% 通過觀察，K均值方法的第二類是gm的第三類
cluster2 = (cidx3 == 3);
% 計算分類概率
P = posterior(gm,X);
P8 = figure;clf
plot3(X(cluster1,1),X(cluster1,2),P(cluster1,1),'r.')
grid on;hold on
plot3(X(cluster2,1),X(cluster2,2),P(cluster2,2),'bo')
plot3(X(cluster3,1),X(cluster3,2),P(cluster3,3),'g*')
legend('第 1 類','第 2 類','第 3 類','Location','NW')
clrmap = jet(80); colormap(clrmap(9:72,:))
ylabel(colorbar,'Component 1 Posterior Probability')
view(-45,20);
% 第三類點部分概率值較低，可能需要其他數據來進行分析。
% 概率圖
P9 = figure;clf
[~,order] = sort(P(:,1));
plot(1:size(X,1),P(order,1),'r-',1:size(X,1),P(order,2),'b-',1:size(X,1),P(order,3),'y-');
legend({'Cluster 1 Score' 'Cluster 2 Score' 'Cluster 3 Score'},'location','NW');
ylabel('Cluster Membership Score');
xlabel('Point Ranking');
通過AIC准則尋找最優的分類數
高斯混合模型法的最大好處是給出分類好壞的標准
AIC = zeros(1,4);
NlogL = AIC;
GM = cell(1,4);
for k = 1:4
GM{k} = gmdistribution.fit(X,k);
AIC(k)= GM{k}.AIC;
NlogL(k) = GM{k}.NlogL;
end
[minAIC,numComponents] = min(AIC);
按AIC准則給出的最優分類數為： 3 對應的AIC值為： 8647.63
後記
（1）pluskid指出K均值演算法的初值對結果很重要，但是在運行時還沒有發現類似的結果。也許Mathworks對該演算法進行過優化。有時間會仔細研究下代碼，將結果放上來。
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❹ matlab中聚類演算法
聚類分析的概念主要是來自多元統計分析，例如，考慮二維坐標繫上有散落的許多點，這時，需要對散點進行合理的分類，就需要聚類方面的知識。模糊聚類分析方法主要針對的是這樣的問題：對於樣本空間P中的元素含有多個屬性，要求對其中的元素進行合理的分類。最終可以以聚類圖的形式加以呈現，而聚類圖可以以手式和自動生成兩種方式進行，這里採用自動生成方式，亦是本文的程序實現過程中的一個關鍵環節。 這里所實現的基本的模糊聚類的主要過程是一些成文的方法，在此簡述如下： 對於待分類的一個樣本集U=,設其中的每個元素有m項指標，則可以用m維向量描述樣本，即：ui=(i=1,2,...,n)。則其相應的模糊聚類按下列步驟進行：1） 標准化處理，將數據壓縮至(0-1)區間上，這部分內容相對簡單，介紹略。(參[1])2） 建立模糊關系：這里比較重要的環節之一，首先是根據「距離」或其它進行比較的觀點及方法建立模糊相似矩陣，主要的「距離」有：Hamming 距離: d(i,j)=sum(abs(x(i,k)-x(j,k))) | k from 1 to m (| k from 1 to m表示求和式中的系數k由1增至m，下同)Euclid 距離: d(i,j)=sum((x(i,k)-x(j,k))^2) | k from 1 to m 非距離方法中，最經典的就是一個夾角餘弦法： 最終進行模糊聚類分析的是要求對一個模糊等價矩陣進行聚類分析，而由相似矩陣變換到等價矩陣，由於相似矩陣已滿足對稱性及自反性，並不一定滿足傳遞性，則變換過程主要進行對相似矩陣進行滿足傳遞性的操作。使關系滿足傳遞性的演算法中，最出名的，就是Washall演算法了，又稱傳遞閉包法（它的思想在最短路的Floyd演算法中亦被使用了）。 演算法相當簡潔明了，復雜度稍大：O(log2(n)*n^3)，其實就是把一個方陣的自乘操作，只不過這里用集合操作的交和並取代了原先矩陣操作中的*和+操作，如下：(matlab代碼)%--washall enclosure algorithm--%unchanged=0;while unchanged==0 unchanged=1; %--sigma:i=1:n(combine(conj(cArr(i,k),cArr(k,j)))) for i=1:cArrSize for j=1:cArrSize mergeVal=0; for k=1:cArrSize if(cArr(i,k)<=cArr(k,j)&&cArr(i,k)>mergeVal) mergeVal=cArr(i,k); elseif(cArr(i,k)>cArr(k,j)&&cArr(k,j)>mergeVal) mergeVal=cArr(k,j); end end if(mergeVal>cArr(i,j)) CArr(i,j)=mergeVal; unchanged=0; else CArr(i,j)=cArr(i,j); end end end %-- back--% for i=1:cArrSize for j=1:cArrSize cArr(i,j)=CArr(i,j); end endend
❺ 如何編寫求K-均值聚類演算法的Matlab程序
在聚類分析中，K-均值聚類演算法(k-means
algorithm)是無監督分類中的一種基本方法，其也稱為C-均值演算法，其基本思想是:通過迭代的方法，逐次更新各聚類中心的值，直至得到最好的聚類結果。
假設要把樣本集分為c個類別，演算法如下:
(1)適當選擇c個類的初始中心;
(2)在第k次迭代中，對任意一個樣本，求其到c個中心的距離，將該樣本歸到距離最短的中心所在的類，
(3)利用均值等方法更新該類的中心值;
(4)對於所有的c個聚類中心，如果利用(2)(3)的迭代法更新後，值保持不變，則迭代結束，否則繼續迭代。
下面介紹作者編寫的一個分兩類的程序，可以把其作為函數調用。
%%
function
[samp1,samp2]=kmeans(samp);
作為調用函數時去掉注釋符
samp=[11.1506
6.7222
2.3139
5.9018
11.0827
5.7459
13.2174
13.8243
4.8005
0.9370
12.3576];
%樣本集
[l0
l]=size(samp);
%%利用均值把樣本分為兩類，再將每類的均值作為聚類中心
th0=mean(samp);n1=0;n2=0;c1=0.0;c1=double(c1);c2=c1;for
i=1:lif
samp(i)<th0
c1=c1+samp(i);n1=n1+1;elsec2=c2+samp(i);n2=n2+1;endendc1=c1/n1;c2=c2/n2;
%初始聚類中心t=0;cl1=c1;cl2=c2;
c11=c1;c22=c2;
%聚類中心while
t==0samp1=zeros(1,l);
samp2=samp1;n1=1;n2=1;for
i=1:lif
abs(samp(i)-c11)<abs(samp(i)-c22)
samp1(n1)=samp(i);
cl1=cl1+samp(i);n1=n1+1;
c11=cl1/n1;elsesamp2(n2)=samp(i);
cl2=cl2+samp(i);n2=n2+1;
c22=cl2/n2;endendif
c11==c1
&&
c22==c2t=1;endcl1=c11;cl2=c22;
c1=c11;c2=c22;
end
%samp1,samp2為聚類的結果。
初始中心值這里採用均值的辦法，也可以根據問題的性質，用經驗的方法來確定，或者將樣本集隨機分成c類，計算每類的均值。
k-均值演算法需要事先知道分類的數量，這是其不足之處。