已知数据点坐标和距离矩阵,求用近邻传播算法聚类分析后的结果,结果用图片展示,不同的聚类用不同颜色表示,并用图形包围起来

时间: 2023-05-27 22:03:36 浏览: 209
很抱歉,作为 AI 语言模型,我无法提供图片展示功能。但我可以提供算法的伪代码,您可以基于伪代码编写程序实现聚类分析并将结果可视化展示。 伪代码如下: ``` 输入:数据点坐标和距离矩阵,聚类数k,α参数 1. 初始化传播矩阵F为大小为N*k的0矩阵,其中N为数据点数 2. 随机选择k个点作为初始种子 3. 对于每个种子点i,将其F矩阵第i列设为一个k维的One-hot向量,表示该点属于第i个聚类 4. 迭代传播过程,直到收敛或达到最大迭代次数 for t = 1 to T: for i = 1 to N: F_old_i = F[i,:] F[i,:] = α * F[i,:] + (1 - α) * sum_j(A[i,j] * F_old_j) / sum_k(A[i,k]) F[i,:] = F[i,:] / max(F[i,:]) if ||F - F_old|| < ε: break 5. 将每个点的聚类归属设为F矩阵中值最大的那个聚类 6. 根据聚类归属将数据点分组,用不同颜色表示不同聚类,并将每个聚类的数据点用图形包围起来 输出:聚类分析结果的可视化图像 ``` 其中,α参数是传播系数,控制了新信息对旧信息的影响程度;A是距离矩阵的对称化,用于计算数据点之间的相似度权重。最大迭代次数和收敛阈值ε都是用户自定义的参数,可以根据需要进行调整。
相关问题

已知数据点坐标和距离矩阵,用近邻传播聚类进行聚类分析的代码

以下是使用Python和scikit-learn库实现近邻传播聚类的代码: ``` python from sklearn.cluster import AffinityPropagation from sklearn.metrics import pairwise_distances # 数据点坐标 X = [[1, 2], [2, 3], [3, 4], [4, 5], [5, 6], [6, 7]] # 距离矩阵 D = pairwise_distances(X) # 创建 AffinityPropagation 对象并进行聚类分析 af = AffinityPropagation(affinity='precomputed', damping=0.5) af.fit(D) # 输出聚类结果 labels = af.labels_ print(labels) ``` 在上面的代码中,我们首先定义了数据点的坐标和距离矩阵。然后,我们使用scikit-learn中的AffinityPropagation对象进行聚类分析。在创建AffinityPropagation对象时,我们指定affinity参数为'precomputed',表示我们使用预先计算的距离矩阵进行聚类。damping参数是算法的阻尼系数,控制聚类中心的数量。 最后,我们输出聚类结果,即每个数据点所属的簇的标签。

已知数据点坐标和距离矩阵,如何自定义近邻传播聚类进行聚类分析的代码

以下是一个自定义近邻传播聚类的Python代码,可以根据给定的数据点坐标和距离矩阵进行聚类分析: ``` import numpy as np def affinity_matrix(X, gamma): """ 计算数据点之间的相似度矩阵 :param X: 数据点坐标,n x d 的矩阵,n 表示数据点个数,d 表示数据点维度 :param gamma: 超参数,控制相似度矩阵的稠密程度 :return: 相似度矩阵,n x n 的矩阵 """ n = X.shape[0] S = np.zeros((n, n)) for i in range(n): for j in range(n): S[i, j] = np.exp(-gamma * np.linalg.norm(X[i] - X[j]) ** 2) return S def normalize_matrix(M): """ 对矩阵进行归一化处理 :param M: 待归一化的矩阵 :return: 归一化后的矩阵 """ row_sum = np.sum(M, axis=1) D = np.diag(1 / np.sqrt(row_sum)) return D @ M @ D def affinity_propagation(X, gamma=1.0, max_iter=1000, convergence_iter=15, damping=0.5): """ 近邻传播聚类算法 :param X: 数据点坐标,n x d 的矩阵,n 表示数据点个数,d 表示数据点维度 :param gamma: 超参数,控制相似度矩阵的稠密程度 :param max_iter: 最大迭代次数 :param convergence_iter: 收敛的迭代次数 :param damping: 阻尼系数,控制新的消息在计算时对旧消息的影响程度 :return: 聚类结果,每个数据点对应的聚类标签 """ n = X.shape[0] S = affinity_matrix(X, gamma) A = np.zeros((n, n)) R = np.zeros((n, n)) for i in range(max_iter): # update responsibilities A_old = np.copy(A) S_plus_R = S + R max_indices = np.argmax(S_plus_R, axis=1) max_values = S_plus_R[np.arange(n), max_indices] S_plus_R[:, max_indices] = -np.inf second_max_values = np.max(S_plus_R, axis=1) A = S - np.tile(max_values, (n, 1)).T A[np.arange(n), max_indices] = S[np.arange(n), max_indices] - second_max_values A = damping * A + (1 - damping) * A_old # update availabilities R_old = np.copy(R) A_new = np.maximum(A, 0) np.fill_diagonal(A_new, A.diagonal()) tmp = np.sum(A_new, axis=0) - A_new R = np.minimum(tmp, 0) R[np.arange(n), np.arange(n)] = np.sum(R, axis=0) R = damping * R + (1 - damping) * R_old # check for convergence if i > convergence_iter and np.allclose(A, A_old) and np.allclose(R, R_old): break # find exemplars exemplars = np.where(np.diag(A + R) > 0)[0] n_clusters = len(exemplars) # assign labels labels = np.zeros(n, dtype=np.int) for i in range(n): if i in exemplars: labels[i] = np.where(exemplars == i)[0][0] else: labels[i] = np.argmin(S[i, exemplars]) return labels ``` 使用方法: 假设我们有一个数据集 X,其中 X[i] 表示第 i 个数据点的坐标,距离矩阵 D 表示数据点之间的距离。我们可以通过以下代码进行聚类: ``` labels = affinity_propagation(X, gamma=0.5) ``` 其中 gamma 是超参数,控制相似度矩阵的稠密程度,可根据实际情况进行调整。聚类结果为 labels,其中 labels[i] 表示第 i 个数据点所属的聚类标签。
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