京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
机器学习中,我们最常遇到的就是无监督,有监督,半监督了。无监督和有监督的区别,小编之前跟大家分享过,今天跟大家分享的是无监督机器学习中常见的聚类算法,希望对大家无监督学习有所帮助。
一、基本概念
1.无监督学习:
无监督学习是机器学习的一种方法,根据类别未知(没有被标记)的训练样本解决模式识别中的各种问题。无监督学习应用主要包含:聚类分析、关系规则、维度缩减。
2.聚类:
无监督学习里典型例子是聚类。聚类是把相似的对象通过静态分类的方法分成不同的组别或者更多的子集,这样让在同一个子集中的成员对象都有相似的一些属性,常见的包括在坐标系中更加短的空间距离等。
最常见的无监督聚类算法:
K均值聚类
分层聚类
基于密度的扫描聚类(DBSCAN)
二、无监督聚类算法--K均值聚类
K均值聚类 是我们最常用的基于欧式距离的聚类算法,它是数值的、非监督的、非确定的、迭代的,该算法旨在最小化一个目标函数——误差平方函数(所有的观测点与其中心点的距离之和),其认为两个目标的距离越近,相似度越大,由于具有出色的速度和良好的可扩展性,K均值聚类算得上是最著名的聚类方法。
1.K均值中最常用的距离是欧氏距离平方。m维空间中两点x和y之间的距离的示例是:
这里,j是采样点x和y的第j维(或特征列)。
集群惯性是聚类上下文中给出的平方误差之和的名称,表示如下:
其中μ(j)是簇j的质心,并且如果样本x(i)在簇j中则w(i,j)是1.否则是0.
K均值可以理解为试图最小化群集惯性因子的算法。
2.具体算法
(1)选择k值,即我们想要查找的聚类数量。
(2)算法将随机选择每个聚类的质心。
(3)将每个数据点分配给最近的质心(使用欧氏距离)。
(4)计算群集惯性。
(5)将计算新的质心作为属于上一步的质心的点的平均值。换句话说,通过计算数据点到每个簇中心的最小二次误差,将中心移向该点。
(6)返回第3步。
二、无监督聚类算法--分层聚类
1.分层聚类是基于prototyope的聚类算法的替代方案。分层聚类的主要优点是不需要指定聚类的数量,它会自己找到它。此外,它还可以绘制树状图。树状图是二元分层聚类的可视化。
在底部融合的观察是相似的,而在顶部的观察是完全不同的。对于树状图,基于垂直轴的位置而不是水平轴的位置进行结算。
2.分层聚类的类型
分层聚类有两种方法:集聚和分裂。
分裂:这种方法首先将所有数据点放入一个集群中。 然后,它将迭代地将簇分割成较小的簇,直到它们中的每一个仅包含一个样本。
集聚:这种方法从每个样本作为不同的集群开始,然后将它们彼此靠近,直到只有一个集群。
3.分层聚类优缺点
分层聚类的优点;
(1)由此产生的层次结构表示可以提供非常丰富的信息。
(2)树状图提供了一种有趣且信息丰富的可视化方式。
(3)当数据集包含真正的层次关系时,它们特别强大。
分层聚类的缺点:
(1)分层聚类对异常值非常敏感,并且在其存在的情况下,模型性能显着降低。
(2)从计算上讲,分层聚类非常昂贵。
三、无监督聚类算法--DBSCAN 聚类
DBSCAN(带噪声的基于密度的空间聚类方法)是一种流行的聚类算法,它被用来在预测分析中替代 K 均值算法。它并不要求输入簇的个数才能运行。但是,你需要对其他两个参数进行调优。
优缺点:
1.优点
①不需要指定簇的个数;
②可以对任意形状的稠密数据集进行聚类,相对的,K-Means之类的聚类算法一般只适用于凸数据集;
③擅长找到离群点(检测任务);
④两个参数ε\varepsilonε和minPts就够了;
⑤聚类结果没有偏倚,相对的,K-Means之类的聚类算法初始值对聚类结果有很大影响。
2.缺点
①高维数据有些困难;
②Sklearn中效率很慢(数据削减策略);
③如果样本集的密度不均匀、聚类间距差相差很大时,聚类质量较差,这时用DBSCAN聚类一般不适合;
④调参相对于传统的K-Means之类的聚类算法稍复杂,主要需要对距离阈值ε\varepsilonε,邻域样本数阈值MinPts联合调参,不同的参数组合对最后的聚类效果有较大影响。
CDA学员免费下载查看报告全文:2026全球数智化人才指数报告【CDA数据科学研究院】.pdf
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
近日,由 CDA 数据科学研究院重磅发布的《2026 全球数智化人才指数报告》,被中国教育科学研究院官方账号正式收录, ...
2026-04-22在数字化时代,客户每一次点击、浏览、下单、咨询等行为,都在传递其潜在需求与决策倾向——这些按时间顺序串联的行为轨迹,构成 ...
2026-04-22数据是数据分析、建模与业务决策的核心基石,而“数据清洗”作为数据预处理的核心环节,是打通数据从“原始杂乱”到“干净可用” ...
2026-04-22 很多数据分析师每天盯着GMV、转化率、DAU等数字看,但当被问到“什么是指标”“指标和维度有什么区别”“如何搭建一套完整的 ...
2026-04-22在数据分析与业务决策中,数据并非静止不变的数值,而是始终处于动态波动之中——股市收盘价的每日涨跌、企业月度销售额的起伏、 ...
2026-04-21在数据分析领域,当研究涉及多个自变量与多个因变量之间的复杂关联时,多变量一般线性分析(Multivariate General Linear Analys ...
2026-04-21很多数据分析师精通描述性统计,能熟练计算均值、中位数、标准差,但当被问到“用500个样本如何推断10万用户的真实满意度”“这 ...
2026-04-21在数据处理与分析的全流程中,日期数据是贯穿业务场景的核心维度之一——无论是业务报表统计、用户行为追踪,还是风控规则落地、 ...
2026-04-20在机器学习建模全流程中,特征工程是连接原始数据与模型效果的关键环节,而特征重要性分析则是特征工程的“灵魂”——它不仅能帮 ...
2026-04-20很多数据分析师沉迷于复杂的机器学习算法,却忽略了数据分析最基础也最核心的能力——描述性统计。事实上,80%的商业分析问题, ...
2026-04-20在数字化时代,数据已成为企业决策的核心驱动力,数据分析与数据挖掘作为解锁数据价值的关键手段,广泛应用于互联网、金融、医疗 ...
2026-04-17在数据处理、后端开发、报表生成与自动化脚本中,将 SQL 查询结果转换为字符串是一项高频且实用的操作。无论是拼接多行数据为逗 ...
2026-04-17面对一份上万行的销售明细表,要快速回答“哪个地区卖得最好”“哪款产品增长最快”“不同客户类型的购买力如何”——这些看似复 ...
2026-04-17数据分析师一天的工作,80% 的时间围绕表格结构数据展开。从一张销售明细表到一份完整的分析报告,表格结构数据贯穿始终。但你真 ...
2026-04-16在机器学习无监督学习领域,Kmeans聚类因其原理简洁、计算高效、可扩展性强的优势,成为数据聚类任务中的主流算法,广泛应用于用 ...
2026-04-16在机器学习建模实践中,特征工程是决定模型性能的核心环节之一。面对高维数据集,冗余特征、无关特征不仅会增加模型训练成本、延 ...
2026-04-16在数字化时代,用户是产品的核心资产,用户运营的本质的是通过科学的指标监测、分析与优化,实现“拉新、促活、留存、转化、复购 ...
2026-04-15在企业数字化转型、系统架构设计、数据治理与AI落地过程中,数据模型、本体模型、业务模型是三大核心基础模型,三者相互支撑、各 ...
2026-04-15数据分析师的一天,80%的时间花在表格数据上,但80%的坑也踩在表格数据上。 如果你分不清数值型和文本型的区别,不知道数据从哪 ...
2026-04-15在人工智能与机器学习落地过程中,模型质量直接决定了应用效果的优劣——无论是分类、回归、生成式模型,还是推荐、预测类模型, ...
2026-04-14