计算机编程:K-均值聚类与模式识别

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计算机编程中的模式识别聚类方法是一个关键的领域,它在数据分析和机器学习中起着至关重要的作用。在第二章聚类分析中,我们首先探讨了聚类分析的基本概念。聚类分析是一种无监督学习技术,它的目标是对一组未标记的数据进行分组,使得同一组内的样本彼此相似,而不同组间的样本差异较大。这种分类过程基于样本特征向量在特征空间中的分布,通常利用距离作为相似度的度量。 衡量模式相似性时,选择恰当的特征至关重要。如果样本特征分布明显,聚类效果会很好;反之,如果特征难以区分,聚类就会变得困难。例如,黑白围棋子的案例揭示了特征选择的重要性:以颜色为特征可以轻易分类,但以大小为特征则无法区分黑白子。 在实际应用中,特征维度的选择和处理也很关键。过多的维度会增加计算复杂性,可能包含冗余或关联性高的信息,这时需要通过降维技术,如相关系数矩阵分析,来减少维度。如果发现两个特征的rij接近1,意味着它们之间高度相关,可以考虑删除其中一个或合并为一个新特征。 模式对象特征的数字化是实现计算机处理的基础,它涉及到连续量和量级的数量化。连续量可以直接量化其数值,而量级数量化则通过划分等级来表示。例如,病人的病程可以用名义尺度表示,这种尺度不涉及数量关系和次序关系。 在编程实践中,K-均值聚类算法是一个常见的工具,用于执行上述聚类分析。通过设定合适的簇数k,如题目中提到的k=2,程序会对给定的数据集进行划分,形成两个聚类。实现这个算法需要理解如何初始化聚类中心,如何计算每个样本到中心的距离,以及如何迭代调整直到达到收敛。 模式识别聚类方法是计算机编程中的一个重要技能,掌握它有助于处理大量数据并进行有效的数据分析,提高决策支持的准确性。通过理解和实践这些概念,程序员能够构建出更智能和高效的系统。