聚类分析的工作原理?
聚类分析工作的基本原理,是通过评估数据集中数据样本之间的相似性,将数据分配到合适的簇中,大致可分为如下几个步骤:
初始化
确定需要将数据集分成多少个簇或群组,并随机选择一些数据样本作为群组中心;
样本分配
将数据集中的每个数据样本与所有群组中心之间的距离进行比较,将该数据样本分配到距离最近的群组中心所在的簇中;
更新群组中心
更改每个簇中的群组中心以反映该簇中所有样本的平均值或中位数;
重复“样本分配”和“更新群组中心”这两个步骤,直到每个簇的群组中心不再改变,或者在设定的最大迭代次数内达到收敛。
因为聚类分析是一种无监督学习的方法,所以这种算法并不需要通常意义上的训练过程或标签数据的准备。
聚类分析有哪些常见的算法?
常用的聚类分析算法包括:

K-Means(K 均值算法)
将 n 个数据对象分为 k 个簇,且各簇的中心采用算术平均法计算,然后重新计算每个簇的中心,使簇中点到中心距离最小,直到满足一定的收敛条件;

层次聚类 (Hierarchical Clustering)
通过逐步将相邻数据点归类到一起形成不同的簇,逐步按照距离聚类而成,可以分为聚合型和分裂型两大类;

密度聚类 (DBSCAN)
以某个点 P 为中心,以邻域内的点数目与密度来区分核心点、边界点和噪声点;

均值漂移聚类 (Mean Shift Clustering)
采用在样本空间内不断移动窗口中心的方法进行聚类;

GMM 高斯混合模型聚类
混合模型是用于寻找数据集中不同成分的聚类方法,高斯混合模型是混合模型的一种特例,GMM 聚类则是利用高斯分布来建模数据分布的聚类算法。
如何选择适当的聚类分析算法?
选择适当的聚类分析算法要注意以下方面
了解不同聚类算法的类型和特点
聚类算法大致分为划分型算法、层次型算法和密度型算法等。用户需要了解和理解这些不同类型算法的基本特点和工作原理,才能找到最适合的聚类分析问题的算法;
明确聚类的目的和需求
聚类分析通常用于筛选出合适的数据组或子集,识别并形式化潜在的数据关系,并为后续数据处理和分析提供基础。在选择聚类算法时,用户应该明确聚类的目标或任务,并确定想要从数据中提取哪些信息;
确认数据集的特征
理解和分析您的数据集的属性和特征,指导选择合适的聚类算法和设计相应的需求规范;
了解算法的应用场景
了解聚类算法的应用场景以及具体应用的特定领域;
实验比较不同算法的性能
对于特定的任务,分析和比较不同聚类算法的运行效率、准确性、可靠性和适用性等方面;
选择已知的在其他领域完善的算法
选择使用已存在于其他领域完善的高效算法,来为项目提供有效和可靠的支持。
如何评估聚类分析结果的质量?
以下是一些评估聚类分析结果的常用方法:

内部评估方法
内部评估方法是对密度、分离度和紧度等内部聚类指标进行比较,以确定数据集是否适合使用聚类分析算法。例如,在 K-Means 算法中,可以通过 WCSS (Within-Cluster-Sum-of-Squares) 和 SSE (Sum-of-Squared Errors) 等指标来评估聚类结果的准确性和性能;

外部评估方法
外部评估方法则是将聚类分析结果与某些标准或参考数据进行比较,以评估聚类结果的质量。例如,在分类数据非常灵敏的任务中,可以使用 F-score 和混淆矩阵等外部标准方式;

通过可视化结果进行评估
通过可视化手段来展示所得到的聚类分析结果,如果相邻的簇之间没有重叠,簇内部的样本离得越近,簇间的样本离得越远,则意味着聚类分析结果具有较好的质量;

人工评估
在时间和资源允许的情况下,人工评估方法可以有效评估聚类分析结果的质量,同时发现不适合自动评估的问题。
聚类分析的局限性有哪些?
聚类分析存在以下几种局限性:

初始随机化的不确定性
聚类分析的准确性受到初始化簇中心位置的影响,因此在不同的初始位置下可能会得到不同的聚类。这样的随机性可能会影响聚类的稳定性和可重复性;

稳定性不足
聚类分析算法常常在不同数据集中的变化较大,因此,聚类分析可能只能提供一种使数据集最佳的方案,无法稳定地在所有场景(数据分布、特征、数量、大小及其他一些条件)中均发挥作用;

大型数据的复杂性
大型数据聚类的计算时间和存储量将会成为问题,也会对模型的可扩展性带来挑战。

对噪音和异常值的敏感性
当数据集中包含许多离群点或异常值时,聚类分析算法可能会识别这些异常值并将它们视为一个单独的聚类;

高维数据的复杂性
聚类分析难以有效处理高维数据,当数据的维度超过三维的时候,往往会由于空间过于稠密而导致聚类的效果大打折扣;
聚类分析有哪些常见的应用领域?

市场细分
聚类分析可应用于市场研究和营销领域,通过对客户或潜在客户进行聚类,将市场细分为不同的目标群体。这有助于企业了解不同群体的需求、行为和偏好,并制定针对性的营销策略和个性化的推广活动。

社交网络分析
聚类分析可用于社交网络中的节点聚类,帮助识别具有相似兴趣、行为或社交关系的用户群体。这对于社交媒体营销、个性化推荐和社交网络分析具有重要意义,有助于发现社交网络中的关键人物或群体。

图像分析
在计算机视觉领域,聚类分析可用于图像分割和图像分类。通过将图像中的像素或图像特征进行聚类,可以将图像分割为不同的区域或将图像分类为不同的类别。这在图像识别、目标检测和图像检索等应用中有重要作用。

生物信息学
聚类分析在生物信息学中被广泛应用于基因表达数据的分析。通过对基因表达数据进行聚类,可以发现基因间的模式和关联,帮助揭示基因功能、疾病机制以及生物系统的组织和调控。
欢迎加入亚马逊云科技培训中心
欢迎加入亚马逊云科技培训中心
-
快速上手训练营
-
账单设置与查看
-
动手实操
-
快速上手训练营
-
第一课:亚马逊云科技简介
本课程帮助您初步了解云平台与本地环境的差异,以及亚马逊云科技平台的基础设施和部分核心服务,包括亚马逊云科技平台上的弹性高可用架构,架构设计准则和本地架构迁移上云的基本知识。
亚马逊云科技技术讲师:李锦鸿第二课:存储与数据库服务
您将在本课程中学习到亚马逊云科技上的三个存储服务分别是什么。我们也将在这个模块中为您介绍亚马逊云科技上的关系型数据库服务 Amazon Relational Database Service (RDS)。
亚马逊云科技资深技术讲师:周一川第三课:安全、身份和访问管理
在这个模块,您将学习到保护您在亚马逊云科技上构建的应用的安全相关知识,责任共担模型以及身份和访问管理服务, Identity and Access Management (IAM) 。同时,通过讲师演示,您将学会如何授权给 EC2 实例,允许其访问 S3 上的资源。
亚马逊云科技技术讲师:马仲凯 -
账单设置与查看
-
-
动手实操
-
快速注册账号 享用免费套餐
快速注册账号 享用免费套餐
-
1 进入注册页面
-
2 设置用户名及密码
-
3 填写企业信息
-
4 企业信息验证
-
5 完成手机验证
-
6 选择支持计划
-
1 进入注册页面
-
注:该链接中的内容显示语言 是与您的网页浏览器设置相一致的,您可以根据需要自行调整语言栏。 *图片点击可放大
-
2 设置用户名及密码
-
3 填写企业信息
-
*图片可点击放大
-
4 企业信息验证
-
*图片可点击放大
-
5 完成手机验证
-
6 选择支持计划