請和我一起學習機器學習演算法 k means

2021-10-09 02:52:56 字數 1437 閱讀 8172

k-means 是一種聚類演算法,具有隨機,無監督的特點。也叫k中心值聚類。其中的k,表示的是要分成類別的數量,也就是說你最終要分成幾堆。

k-means 是一通過距離情況優化中心的策略來實現聚類。具有一定的隨機性。

演算法步驟如下:

演算法輸入:訓練資料x

=x=\

x=,k(想聚類的數目)

隨機在訓練資料中選取k個值 k0=

k_0=\^,x_^,..,x_^k\}

k0​=

,作為中心。

分別計算樣本資料x中所有的樣本到這k個中心的距離,並將計算樣本標記為距離k個中心最小的中心類別。所有樣本標記為1~k中的某一類。

根據#2中的標記,對標記為中心進行更新(k0到

k1

k_0 到 k_1

k0​到k1

​)。更新方式為:

距離x k0

1x_^1

xk0​1​

最近的所有樣本, 也就是標記為1的所有樣本,取均值更新xk0

1x_^1

xk0​1​

為x k1

1x_^1

xk1​1​

距離x k0

2x_^2

xk0​2​

最近的所有樣本, 也就是標記為2的所有樣本,取均值更新xk0

2x_^2

xk0​2​

為x k1

2x_^2

xk1​2​

… …距離xk0

kx_^k

xk0​k​

最近的所有樣本, 也就是標記為k的所有樣本,取均值更新xk0

kx_^k

xk0​k​

為x k1

kx_^k

xk1​k​

由此,我們就得到乙個新得中心點k1=

k_1=\^,x_^,..,x_^k\}

k1​=

,用新得中心代替原來得中心,重複#2,#3直到中心不變或者變化很小為止. 假設我們一共計算j次,我們得到最終的中心kj=

k_j=\^,x_^,..,x_^k\}

kj​=

我們根據最終的中心執行#2 則得到的 k 個分類為我們最終的聚類結果

明顯地,k-means 的結果和初始隨機的中心非常相關,極端的情況下,如果兩個樣本完全一樣,則會出現無法分出k類的問題。

針對初始中心選擇的問題,提出了k-means++

除了初始中心隨機的問題,還有乙個就是在計算的過程中有大量的距離計算,嚴重影響了計算效率,為此elkan k-means 應運而生。

在資料量巨大的情況下,就算使用elkan k-means也不可避免的會有巨大的運算了,在這種情況下可以考慮使用mini-batch-kmeans。

k-means 相對簡單,就不舉例子了。

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