dbscan聚类算法是什么?DBSCAN是基于密度空间的聚类算法,与KMeans算法不同,它不需要确定聚类的数量,而是基于数据推测聚类的数目,它能够针对任意形状产生聚类 。
DBSCAN使用的方法很简单,它任意选择一个没有类别的核心对象作为种子,然后找到所有这个核心对象能够密度可达的样本集合,即为一个聚类簇 。接着继续选择另一个没有类别的核心对象去寻找密度可达的样本集合,这样就得到另一个聚类簇 。
DBSCAN算法需要首先确定两个参数:
1、epsilon:在一个点周围邻近区域的半径 。
2、minPts:邻近区域内至少包含点的个数 。
通常根据以上两个参数,结合epsilon-neighborhood的特征,可以把样本中的点分成核点、边缘点、离群点三类 。
![dbscan是相对抗噪声的,并且能够处理任意形状和大小的 dbscan](http://csimg.miaodongshenghuo.com/230116/1002152133-0.jpg)
文章插图
dbscan算法是什么?DBSCAN基于高密度连通区域的、基于密度的聚类算法,能够将具有足够高密度的区域划分为簇,并在具有噪声的数据中发现任意形状的簇 。我们总结一下DBSCAN聚类算法原理的基本要点:
DBSCAN算法需要选择一种距离度量,对于待聚类的数据集中,任意两个点之间的距离,反映了点之间的密度,说明了点与点是否能够聚到同一类中 。由于DBSCAN算法对高维数据定义密度很困难,所以对于二维空间中的点,可以使用欧几里德距离来进行度量 。
扩展资料:
dbscan个聚类以便使得所获得的聚类满足:同一聚类中的对象相似度较高;而不同聚类中的对象相似度较小 。聚类相似度是利用各聚类中对象的均值所获得一个“中心对象”(引力中心)来进行计算的 。
(1)适当选择c个类的初始中心;
(2)在第k次迭代中,对任意一个样本,求其到c个中心的距离,将该样本归到距离最短的中心所在的类;
(3)利用均值等方法更新该类的中心值;
(4)对于所有的c个聚类中心,如果利用(2)(3)的迭代法更新后,值保持不变,则迭代结束,否则继续迭代 。
DBSCAN聚类算法DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,具有噪声的基于密度的聚类方法)是一种很典型的 密度聚类算法 ,和K-Means,BIRCH这些一般只适用于凸样本集的聚类相比,DBSCAN既可以适用于凸样本集,也可以适用于非凸样本集 。DBSCAN算法的显著优点是聚类速度快且能够有效处理噪声点和发现 任意形状的空间聚类。
该算法利用基于密度的聚类的概念,即要求聚类空间中的一定区域内所包含对象(点或其他空间对象)的数目不小于某一给定阈值 。过滤低密度区域,发现稠密度样本点 。同一类别的样本,他们之间的紧密相连的,也就是说,在该类别任意样本周围不远处一定有同类别的样本存在 。
DBSCAN密度定义:DBSCAN是基于一组邻域来描述样本集的紧密程度的,参数(?, MinPts)用来描述邻域的样本分布紧密程度 。其中,?描述了某一样本的邻域距离阈值,MinPts描述了某一样本的距离为?的邻域中样本个数的阈值 。
从上图可以很容易看出理解上述定义,图中MinPts=5,红色的点都是核心对象,因为其?-邻域至少有5个样本 。黑色的样本是非核心对象 。所有核心对象密度直达的样本在以红色核心对象为中心的超球体内,如果不在超球体内,则不能密度直达 。图中用绿色箭头连起来的核心对象组成了密度可达的样本序列 。在这些密度可达的样本序列的?-邻域内所有的样本相互都是密度相连的 。
由密度可达关系导出的最大密度相连的样本集合,即为我们最终聚类的一个类别,或者说一个簇 。这个DBSCAN的簇里面可以有一个或者多个核心对象 。如果只有一个核心对象,则簇里其他的非核心对象样本都在这个核心对象的?-邻域里;如果有多个核心对象,则簇里的任意一个核心对象的?-邻域中一定有一个其他的核心对象,否则这两个核心对象无法密度可达 。这些核心对象的??-邻域里所有的样本的集合组成的一个DBSCAN聚类簇 。
1、DBSCAN发现簇的过程
初始,给定数据集D中所有对象都被标记为“unvisited”,DBSCAN随机选择一个未访问的对象p,标记p为“visited”,并检查p的 ?- 领域是否至少包含MinPts个对象 。如果不是,则p被标记为噪声点 。否则为p创建一个新的簇C,并且把p的 ?- 领域中所有对象都放在候选集合N中 。DBSCAN迭代地把N中不属于其他簇的对象添加到C中 。在此过程中,对应N中标记为“unvisited”的对象 P' ,DBSCAN把它标记为“visited”,并且检查它的 ?- 领域,如果 P' 的 ?- 领域至少包含MinPts个对象,则P' 的 ?- 领域中的对象都被添加到N中 。DBSCAN继续添加对象到C,直到C不能扩展,即直到N为空 。此时簇C完成生成,输出 。
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