MNIST数据集数据库由60000个训练样本和10000个测试样本组成,每个样本都是一张28 * 28像素的灰度手写数字图片,总共有0~9共10个手写数字 给定上述数据集,要求使用python语言,应用Kmeans++算法,编写程序实现聚类并测试。具体要求如下: (一)载入数据,然后划分为训练集和测试集。 (二)应用PCA算法对数据进行降维处理。 (三)编写Kmeans++算法程序,用训练集实现聚类。 (四)计算聚类的sh系数。 (五)用测试集进行验证(可以采用KNN算法)。
时间: 2024-02-21 12:02:08 浏览: 169
好的,我会尽力回答你的问题。针对你的第一个问题,我理解你想了解如何使用Python应用Kmeans++算法对MNIST数据集进行聚类并测试,具体要求如下:
一、载入数据,然后划分为训练集和测试集。
载入MNIST数据集,可以使用Python的sklearn库中已经集成的方法,代码如下:
```python
from sklearn.datasets import fetch_openml
from sklearn.model_selection import train_test_split
mnist = fetch_openml('mnist_784')
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(mnist.data, mnist.target, test_size=0.2, random_state=42)
```
其中,`fetch_openml`方法用于获取MNIST数据集,`train_test_split`方法用于将数据集划分为训练集和测试集,其中`test_size`参数设置测试集占总数据集的比例。
二、应用PCA算法对数据进行降维处理。
使用PCA算法对数据进行降维操作可以减少计算量和存储空间,同时可以提高聚类效果。代码如下:
```python
from sklearn.decomposition import PCA
pca = PCA(n_components=50)
X_train_pca = pca.fit_transform(X_train)
X_test_pca = pca.transform(X_test)
```
其中,`n_components`参数用于设置降维后的特征数。
三、编写Kmeans++算法程序,用训练集实现聚类。
使用Python中的sklearn库中的KMeans算法实现Kmeans++算法,代码如下:
```python
from sklearn.cluster import KMeans
kmeans = KMeans(n_clusters=10, init='k-means++', n_init=10, max_iter=300, random_state=42)
kmeans.fit(X_train_pca)
```
其中,`n_clusters`参数用于设置聚类的簇数,`init`参数用于设置初始化方式,`n_init`参数用于设置初始化次数,`max_iter`参数用于设置最大迭代次数。
四、计算聚类的sh系数。
使用Python中的sklearn库中的metrics模块中的silhouette_score方法计算聚类的sh系数,代码如下:
```python
from sklearn.metrics import silhouette_score
sh_score = silhouette_score(X_train_pca, kmeans.labels_)
print("sh_score:", sh_score)
```
其中,`silhouette_score`方法用于计算sh系数,`kmeans.labels_`用于获取聚类结果。
五、用测试集进行验证(可以采用KNN算法)。
使用Python中的sklearn库中的KNeighborsClassifier算法实现KNN算法进行测试,代码如下:
```python
from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
knn = KNeighborsClassifier()
knn.fit(X_train_pca, y_train)
accuracy = knn.score(X_test_pca, y_test)
print("accuracy:", accuracy)
```
其中,`KNeighborsClassifier`用于实例化KNN算法,`fit`方法用于训练模型,`score`方法用于计算模型在测试集上的准确率。
以上就是使用Python应用Kmeans++算法对MNIST数据集进行聚类并测试的具体步骤和代码实现。
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