centroids[index,:]+=X[i,:]

时间: 2023-12-26 16:05:07 浏览: 18
这段代码是 K-Means 算法中的一部分,用于更新聚类中心。其中,centroids 是一个矩阵,每行表示一个聚类中心;X 是数据集,每行表示一个数据点;index 是一个向量,表示每个数据点所属的聚类中心的下标。该代码的作用是将数据集 X 中的第 i 个数据点加到其所属的聚类中心 centroids[index[i], :] 上,以便更新该聚类中心的位置。
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def computeCentroids(X, idx, K): """ returns the new centroids by computing the means of the data points assigned to each centroid. """ m, n = X.shape[0],X.shape[1] centroids = np.zeros((K,n)) count = np.zeros((K,1)) for i in range(m): index = int((idx[i]-1)[0]) centroids[index,:]+=X[i,:] count[index]+=1 return centroids/count 给这段代码注释

这段代码实现了 K-Means 算法中的“更新聚类中心”操作。具体来说,它计算每个聚类所包含的数据点的平均值,然后将该平均值作为该聚类的新中心。 参数说明: - X:数据矩阵,其中每一行表示一个数据点。 - idx:一个 m 行 1 列的向量,表示每个数据点所属的聚类编号(1 到 K)。 - K:聚类的个数。 变量说明: - m:数据点的个数。 - n:每个数据点的维度。 - centroids:一个 K 行 n 列的矩阵,表示当前每个聚类的中心。 - count:一个 K 行 1 列的向量,表示当前每个聚类中包含的数据点的个数。 代码实现: 1. 初始化 centroids 和 count 为零矩阵和零向量。 2. 遍历每个数据点: a. 获取该数据点所属的聚类编号。 b. 将该数据点加入到对应聚类的总和中。 c. 将对应聚类的 count 加一。 3. 计算每个聚类的平均值,将其作为新的聚类中心。 4. 返回新的聚类中心。

将以下python代码转化为c++版本。import math import cv2 import numpy as np import os thre1=10 thre2=-10 r=60 ang =0 def select_point(image,ang): #根据遥杆方向确定跟踪点坐标 sinA=math.sin(ang) cosA=math.cos(ang) dirBaseX=int(cosA1000) disBaseY=int(-sinA1000) dirValMax=-1000000000 for i in range(len(image)): for j in range(len(image[0])): if image[i][j]==255: dirVal=idisBaseY+jdirBaseX if dirVal>dirValMax: rstRow=i rstCol=j dirValMax=dirVal return [rstCol,rstRow] sequence_path = "./images/" save_path="./out/" for file in os.listdir(sequence_path): filename=os.path.join(sequence_path, file) image=cv2.imread(filename, 0) image=cv2.blur(image,(3,3)) img=np.zeros((len(image), len(image[0])),np.uint8) for i in range(r,len(image)-r): for j in range(r,len(image[0])-r): shizi_1=( int(image[i][j])-int(image[i-r][j])>thre1 and int(image[i][j])-int(image[i][j-r])>thre1 and (int(image[i][j])-int(image[i+r][j])>thre1) and int(image[i][j])-int(image[i][j+r])>thre1 ) xieshizi_1=( int(image[i][j])-int(image[i-r][j-r])<thre2 and int(image[i][j])-int(image[i+r][j-r])<thre2 and int(image[i][j])-int(image[i-r][j+r])<thre2 and int(image[i][j])-int(image[i+r][j+r])<thre2 ) if (shizi_1 or xieshizi_1): img[i][j]=255 else: img[i][j] =0 retval, labels, stats, centroids = cv2.connectedComponentsWithStats(img, connectivity=8) maxVal = 0 index = 0 for i in range(1, len(stats)): if stats[i][4] > maxVal: maxVal = stats[i][4] index = i #x,y,h,w s for i in range(len(labels)): for j in range(len(labels[0])): if labels[i][j]==index: labels[i][j]=255 else: labels[i][j] = 0 img2=np.array(labels) target_x,target_y=select_point(img2,ang) print("跟踪点坐标:{}".format((target_x,target_y))) cv2.imwrite(os.path.join(save_path, file), cv2.circle(image,(int(target_x),int(target_y)),5,(255,255,0),2))

以下是将给定的Python代码转化为C++版本的示例: ```cpp #include <iostream> #include <cmath> #include <opencv2/opencv.hpp> int thre1 = 10; int thre2 = -10; int r = 60; double ang = 0; std::vector<int> select_point(cv::Mat image, double ang) { double sinA = std::sin(ang); double cosA = std::cos(ang); int dirBaseX = static_cast<int>(cosA * 1000); int disBaseY = static_cast<int>(-sinA * 1000); int dirValMax = -1000000000; int rstRow = 0, rstCol = 0; for (int i = 0; i < image.rows; i++) { for (int j = 0; j < image.cols; j++) { if (image.at<uchar>(i, j) == 255) { int dirVal = i * disBaseY + j * dirBaseX; if (dirVal > dirValMax) { rstRow = i; rstCol = j; dirValMax = dirVal; } } } } return { rstCol, rstRow }; } int main() { std::string sequence_path = "./images/"; std::string save_path = "./out/"; for (const auto& file : std::filesystem::directory_iterator(sequence_path)) { std::string filename = file.path().string(); cv::Mat image = cv::imread(filename, cv::IMREAD_GRAYSCALE); cv::blur(image, image, cv::Size(3, 3)); cv::Mat img(image.rows, image.cols, CV_8UC1, cv::Scalar(0)); for (int i = r; i < image.rows - r; i++) { for (int j = r; j < image.cols - r; j++) { bool shizi_1 = (image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i - r, j) > thre1 && image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i, j - r) > thre1 && image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i + r, j) > thre1 && image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i, j + r) > thre1); bool xieshizi_1 = (image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i - r, j - r) < thre2 && image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i + r, j - r) < thre2 && image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i - r, j + r) < thre2 && image.at<uchar>(i, j) - image.at<uchar>(i + r, j + r) < thre2); if (shizi_1 || xieshizi_1) { img.at<uchar>(i, j) = 255; } else { img.at<uchar>(i, j) = 0; } } } cv::Mat labels, stats, centroids; int retval = cv::connectedComponentsWithStats(img, labels, stats, centroids, 8); int maxVal = 0; int index = 0; for (int i = 1; i < stats.rows; i++) { if (stats.at<int>(i, cv::CC_STAT_AREA) > maxVal) { maxVal = stats.at<int>(i, cv::CC_STAT_AREA); index = i; } } for (int i = 0; i < labels.rows; i++) { for (int j = 0; j < labels.cols; j++) { if (labels.at<int>(i, j) == index) { labels.at<int>(i, j) = 255; } else { labels.at<int>(i, j) = 0; } } } cv::Mat img2(labels.rows, labels.cols, CV_8UC1); labels.convertTo(img2, CV_8UC1); std::vector<int> target = select_point(img2, ang); int target_x = target[0]; int target_y = target[1]; std::cout << "跟踪点坐标:" << target_x << "," << target_y << std::endl; cv::circle(image, cv::Point(target_x, target_y), 5, cv::Scalar(255, 255, 0), 2); cv::imwrite(save_path + file.path().filename().string(), image); } return 0; } ``` 请注意,C++代码中的OpenCV库版本可能需要根据您的环境进行调整,并且可能需要包含适当的头文件和链接适当的库。此外,文件系统操作需要使用C++17标准。

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import random import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt 生成随机坐标点 def generate_points(num_points): points = [] for i in range(num_points): x = random.uniform(-10, 10) y = random.uniform(-10, 10) points.append([x, y]) return points 计算欧几里得距离 def euclidean_distance(point1, point2): return np.sqrt(np.sum(np.square(np.array(point1) - np.array(point2)))) K-means算法实现 def kmeans(points, k, num_iterations=100): num_points = len(points) # 随机选择k个点作为初始聚类中心 centroids = random.sample(points, k) # 初始化聚类标签和距离 labels = np.zeros(num_points) distances = np.zeros((num_points, k)) for i in range(num_iterations): # 计算每个点到每个聚类中心的距离 for j in range(num_points): for l in range(k): distances[j][l] = euclidean_distance(points[j], centroids[l]) # 根据距离将点分配到最近的聚类中心 for j in range(num_points): labels[j] = np.argmin(distances[j]) # 更新聚类中心 for l in range(k): centroids[l] = np.mean([points[j] for j in range(num_points) if labels[j] == l], axis=0) return labels, centroids 生成坐标点 points = generate_points(100) 对点进行K-means聚类 k_values = [2, 3, 4] for k in k_values: labels, centroids = kmeans(points, k) # 绘制聚类结果 colors = [‘r’, ‘g’, ‘b’, ‘y’, ‘c’, ‘m’] for i in range(k): plt.scatter([points[j][0] for j in range(len(points)) if labels[j] == i], [points[j][1] for j in range(len(points)) if labels[j] == i], color=colors[i]) plt.scatter([centroid[0] for centroid in centroids], [centroid[1] for centroid in centroids], marker=‘x’, color=‘k’, s=100) plt.title(‘K-means clustering with k={}’.format(k)) plt.show()import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.cluster import KMeans from sklearn.datasets import load_iris 载入数据集 iris = load_iris() X = iris.data y = iris.target K-means聚类 kmeans = KMeans(n_clusters=3, random_state=0).fit(X) 可视化结果 plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=kmeans.labels_) plt.xlabel(‘Sepal length’) plt.ylabel(‘Sepal width’) plt.title(‘K-means clustering on iris dataset’) plt.show()对这个算法的结果用SSE,轮廓系数,方差比率准则,DBI几个指标分析

代码改进:import numpy as np import pandas as pd import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.datasets import make_blobs def distEclud(arrA,arrB): #欧氏距离 d = arrA - arrB dist = np.sum(np.power(d,2),axis=1) #差的平方的和 return dist def randCent(dataSet,k): #寻找质心 n = dataSet.shape[1] #列数 data_min = dataSet.min() data_max = dataSet.max() #生成k行n列处于data_min到data_max的质心 data_cent = np.random.uniform(data_min,data_max,(k,n)) return data_cent def kMeans(dataSet,k,distMeans = distEclud, createCent = randCent): x,y = make_blobs(centers=100)#生成k质心的数据 x = pd.DataFrame(x) m,n = dataSet.shape centroids = createCent(dataSet,k) #初始化质心,k即为初始化质心的总个数 clusterAssment = np.zeros((m,3)) #初始化容器 clusterAssment[:,0] = np.inf #第一列设置为无穷大 clusterAssment[:,1:3] = -1 #第二列放本次迭代点的簇编号,第三列存放上次迭代点的簇编号 result_set = pd.concat([pd.DataFrame(dataSet), pd.DataFrame(clusterAssment)],axis = 1,ignore_index = True) #将数据进行拼接,横向拼接,即将该容器放在数据集后面 clusterChanged = True while clusterChanged: clusterChanged = False for i in range(m): dist = distMeans(dataSet.iloc[i,:n].values,centroids) #计算点到质心的距离(即每个值到质心的差的平方和) result_set.iloc[i,n] = dist.min() #放入距离的最小值 result_set.iloc[i,n+1] = np.where(dist == dist.min())[0] #放入距离最小值的质心标号 clusterChanged = not (result_set.iloc[:,-1] == result_set.iloc[:,-2]).all() if clusterChanged: cent_df = result_set.groupby(n+1).mean() #按照当前迭代的数据集的分类,进行计算每一类中各个属性的平均值 centroids = cent_df.iloc[:,:n].values #当前质心 result_set.iloc[:,-1] = result_set.iloc[:,-2] #本次质心放到最后一列里 return centroids, result_set x = np.random.randint(0,100,size=100) y = np.random.randint(0,100,size=100) randintnum=pd.concat([pd.DataFrame(x), pd.DataFrame(y)],axis = 1,ignore_index = True) #randintnum_test, randintnum_test = kMeans(randintnum,3) #plt.scatter(randintnum_test.iloc[:,0],randintnum_test.iloc[:,1],c=randintnum_test.iloc[:,-1]) #result_test,cent_test = kMeans(data, 4) cent_test,result_test = kMeans(randintnum, 3) plt.scatter(result_test.iloc[:,0],result_test.iloc[:,1],c=result_test.iloc[:,-1]) plt.scatter(cent_test[:,0],cent_test[:,1],color = 'red',marker = 'x',s=100)

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