k-means原理和python代码实现
k-means:是无监督的分类算法
k代表要分的类数,即要将数据聚为k类; means是均值,代表着聚类中心的迭代策略.
k-means算法思想:
(1)随机选取k个聚类中心(一般在样本集中选取,也可以自己随机选取);
(2)计算每个样本与k个聚类中心的距离,并将样本归到距离最小的那个类中;
(3)更新中心,计算属于k类的样本的均值作为新的中心。
(4)反复迭代(2)(3),直到聚类中心不发生变化,后者中心位置误差在阈值范围内,或者达到一定的迭代次数。
python实现:
k-means简单小样例:
import numpy as np data = np.random.randint(1,10,(30,2))
#k=4
k=4
#central
np.random.shuffle(data)
cent = data[0:k,:]
#distance
distance = np.zeros((data.shape[0],k))
last_near = np.zeros(data.shape[0])
n=0
while True:
n = n+1
print(n)
for i in range(data.shape[0]):
for j in range(cent.shape[0]):
dist = np.sqrt(np.sum((data[i]-cent[j])**2))
distance[i,j] = dist
nearst = np.argmin(distance,axis = 1)
if (last_near == nearst).all():
#if n<1000:
break
#update central
for ele_cen in range(k):
cent[ele_cen] = np.mean(data[nearst == ele_cen],axis=0)
last_near = nearst
print(cent)
下面样例是为了适应yolov3选取anchorbox的度量需求:
import numpy as np def iou(box, clusters):
"""
Calculates the Intersection over Union (IoU) between a box and k clusters.
:param box: tuple or array, shifted to the origin (i. e. width and height)
:param clusters: numpy array of shape (k, 2) where k is the number of clusters
:return: numpy array of shape (k, 0) where k is the number of clusters
"""
x = np.minimum(clusters[:, 0], box[0])
y = np.minimum(clusters[:, 1], box[1])
if np.count_nonzero(x == 0) > 0 or np.count_nonzero(y == 0) > 0:
raise ValueError("Box has no area")
intersection = x * y
box_area = box[0] * box[1]
cluster_area = clusters[:, 0] * clusters[:, 1]
iou_ = intersection / (box_area + cluster_area - intersection)
return iou_ def kmeans(boxes, k, dist=np.median):
"""
Calculates k-means clustering with the Intersection over Union (IoU) metric.
:param boxes: numpy array of shape (r, 2), where r is the number of rows
:param k: number of clusters
:param dist: distance function
:return: numpy array of shape (k, 2)
"""
rows = boxes.shape[0] distances = np.empty((rows, k)) #初始化距离矩阵,rows代表样本数量,k代表聚类数量,用于存放每个样本对应每个聚类中心的距离
last_clusters = np.zeros((rows,))#记录上一次样本所属的类型 np.random.seed() # the Forgy method will fail if the whole array contains the same rows
clusters = boxes[np.random.choice(rows, k, replace=False)]#从样本中随机选取聚类中心 while True:
for row in range(rows):
distances[row] = 1 - iou(boxes[row], clusters) #这里是距离计算公式,这里是为了适应yolov3选取anchorbox的度量需求
nearest_clusters = np.argmin(distances, axis=1) #找到距离最小的类
if (last_clusters == nearest_clusters).all(): #判断是否满足终止条件
break
for cluster in range(k): #更新聚类中心
clusters[cluster] = dist(boxes[nearest_clusters == cluster], axis=0) #将某一类的均值更新为聚类中心
last_clusters = nearest_clusters
return clusters 希望可以为正在疑惑的你提供一些思路!
k-means原理和python代码实现的更多相关文章
- 单链表反转的原理和python代码实现
链表是一种基础的数据结构,也是算法学习的重中之重.其中单链表反转是一个经常会被考察到的知识点. 单链表反转是将一个给定顺序的单链表通过算法转为逆序排列,尽管听起来很简单,但要通过算法实现也并不是非常容 ...
- woe_iv原理和python代码建模
python信用评分卡(附代码,博主录制) https://study.163.com/course/introduction.htm?courseId=1005214003&utm_camp ...
- 线性插值法的原理和python代码实现
假设我们已知坐标 (x0, y0) 与 (x1, y1),要得到 [x0, x1] 区间内某一位置 x 在直线上的值.根据图中所示,我们得到 由于 x 值已知,所以可以从公式得到 y 的值 已知 y ...
- 机器学习之感知器算法原理和Python实现
(1)感知器模型 感知器模型包含多个输入节点:X0-Xn,权重矩阵W0-Wn(其中X0和W0代表的偏置因子,一般X0=1,图中X0处应该是Xn)一个输出节点O,激活函数是sign函数. (2)感知器学 ...
- 对数损失函数(Logarithmic Loss Function)的原理和 Python 实现
原理 对数损失, 即对数似然损失(Log-likelihood Loss), 也称逻辑斯谛回归损失(Logistic Loss)或交叉熵损失(cross-entropy Loss), 是在概率估计上定 ...
- 常见素数筛选方法原理和Python实现
1. 普通筛选(常用于求解单个素数问题) 自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数. import math def func_get_prime(n): func = lambda x: not ...
- 【集成学习】:Stacking原理以及Python代码实现
Stacking集成学习在各类机器学习竞赛当中得到了广泛的应用,尤其是在结构化的机器学习竞赛当中表现非常好.今天我们就来介绍下stacking这个在机器学习模型融合当中的大杀器的原理.并在博文的后面附 ...
- 【LeetCode】1022. Smallest Integer Divisible by K 解题报告(Python)
作者: 负雪明烛 id: fuxuemingzhu 个人博客: http://fuxuemingzhu.cn/ 目录 题目描述 题目大意 解题方法 日期 题目地址:https://leetcode.c ...
- [转] Python 代码性能优化技巧
选择了脚本语言就要忍受其速度,这句话在某种程度上说明了 python 作为脚本的一个不足之处,那就是执行效率和性能不够理想,特别是在 performance 较差的机器上,因此有必要进行一定的代码优化 ...
随机推荐
- 03.大型数据库应用技术课堂测试3(java.lang.NoSuchMethodError: com.google.common.base.Preconditions.checkArgument(ZLjava/lang/String;Ljava/lang/Object;)V)
本次问题主要出在了之前没有安装hive,结构导致大部分时间花在了安装上面,主要一直报错,网上找不到相关教程.
- Visdom可视化
Visdom是基于Pytorch的可视化工具 安装方式: pip install visdom 因为Visdom本质上是一个Web服务器,把数据渲染到网页上,因此首先需要运行这个 服务器,如下: py ...
- 【Qt开发】QT中显示图像数据
一般图像数据都是以RGBRGBRGB--字节流的方式(解码完成后的原始图像流),我说成字节流,那就表明R,G,B的值各占一个字节,在编程时表示的就是unsigned char * data. 我们先来 ...
- webpack4下url-loader打包图片问题
webpack.condig.js: const path = require('path'); //导入插件 const VueLoaderPlugin = require('vue-loade ...
- while与格式化的练习
练习 判断下列逻辑语句的结果,一定要自己先分析 1)1 > 1 or 3 < 4 or 4 > 5 and 2 > 1 and 9 > 8 or 7 < 6 2)n ...
- django项目学习之异步框架celery
最近用django一个网上商城项目的时候用两个扩展,感觉还不错,所以在此记录一下. 首先来说下celery,celery是一个处理异步任务的框架,需要下载celery包,一般在项目需要进行耗时操作的时 ...
- 搜索专题: HDU1372Knight Moves
Knight Moves Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others) Tot ...
- P2P技术
1.什么是P2P技术 点对点技术又称对等互联网络技术,是一种网络新技术,依赖网络中参与者的计算能力和带宽,而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上.P2P网络通常用于通过Ad Hoc连接来连接节点. P ...
- html的图片移动(js)
<!DOCTYPE html><html><style> *{padding: 0;margin: 0} #open{ width: 300px; height: ...
- java调用webservice接口 几种方法
webservice的 发布一般都是使用WSDL(web service descriptive language)文件的样式来发布的,在WSDL文件里面,包含这个webservice暴露在外面可供使 ...