找回密码
 注册
查看: 8408|回复: 0

Matlab做聚类分析常用函数

  [复制链接]
发表于 2010-6-25 20:04:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
网上淘个帖子,看了一下,不错,转过来,分享给大家  
转载一:
MATLAB提供了两种方法进行聚类分析:
1、利用clusterdata 函数对数据样本进行一次聚类,这个方法简洁方便,其特点是使用范围较窄,不能由用户根据自身需要来设定参数,更改距离计算方法;
2、分步聚类:(1)用pdist函数计算变量之间的距离,找到数据集合中两辆变量之间的相似性和非相似性;(2)用linkage函数定义变量之间的连接;(3)用cophenetic函数评价聚类信息;(4)用cluster函数进行聚类。
下边详细介绍两种方法:
1、一次聚类
Clusterdata函数可以视为pdist、linkage与cluster的综合,一般比较简单。
【clusterdata函数:
调用格式:T=clusterdata(X,cutoff)     
                      等价于Y=pdist(X,’euclid’); Z=linkage(Y,’single’); T=cluster(Z,cutoff)  】
2、分步聚类
(1)求出变量之间的相似性
用pdist函数计算出相似矩阵,有多种方法可以求距离,若此前数据还未无量纲化,则可用zscore函数对其标准化
【pdist函数:调用格式:Y=pdist(X,’metric’)
说明:X是M*N矩阵,为由M个样本组成,每个样本有N个字段的数据集
        metirc取值为:’euclidean’:欧氏距离(默认)‘seuclidean’:标准化欧氏距离;‘mahalanobis’:马氏距离… 】
pdist生成一个M*(M-1)/2个元素的行向量,分别表示M个样本两两间的距离。这样可以缩小保存空间,不过,对于读者来说却是不好操作,因此,若想简单直观的表示,可以用squareform函数将其转化为方阵,其中x(i,j)表示第i个样本与第j个样本之的距离,对角线均为0.
(2)用linkage函数来产生聚类树
【linkage函数:调用格式:Z=linkage(Y,’method’)
说明:Y为pdist函数返回的M*(M-1)/2个元素的行向量,
  method可取值:‘single’:最短距离法(默认);’complete’:最长距离法;
                                  ‘average’:未加权平均距离法;’weighted’:加权平均法
                                 ‘centroid’: 质心距离法;      ‘median’:加权质心距离法;
                                 ‘ward’:内平方距离法(最小方差算法)】
返回的Z为一个(M-1)*3的矩阵,其中前两列为索引标识,表示哪两个序号的样本可以聚为同一类,第三列为这两个样本之间的距离。另外,除了M个样本以外,对于每次新产生的类,依次用M+1、M+2、…来标识。
为了表示Z矩阵,我们可以用更直观的聚类数来展示,方法为:dendrogram(Z), 产生的聚类数是一个n型树,最下边表示样本,然后一级一级往上聚类,最终成为最顶端的一类。纵轴高度代表距离列。
         另外,还可以设置聚类数最下端的样本数,默认为30,可以根据修改dendrogram(Z,n)参数n来实现,1<n<M。dendrogram(Z,0)则表n=M的情况,显示所有叶节点。
(3)用cophenetic函数评价聚类信息
【cophenet函数:   调用格式:c=cophenetic(Z,Y)
  说明:利用pdist函数生成的Y和linkage函数生成的Z计算cophenet相关系数。】
cophene检验一定算法下产生的二叉聚类树和实际情况的相符程度,就是检测二叉聚类树中各元素间的距离和pdist计算产生的实际的距离之间有多大的相关性,另外也可以用inconsistent表示量化某个层次的聚类上的节点间的差异性。
(4)最后,用cluster进行聚类,返回聚类列。


  转载二:
Matlab提供了两种方法进行聚类分析。
一种是利用 clusterdata函数对样本数据进行一次聚类,其缺点为可供用户选择的面较窄,不能更改距离的计算方法;
另一种是分步聚类:(1)找到数据集合中变量两两之间的相似性和非相似性,用pdist函数计算变量之间的距离;(2)用 linkage函数定义变量之间的连接;(3)用 cophenetic函数评价聚类信息;(4)用cluster函数创建聚类。
1.Matlab中相关函数介绍
1.1  pdist函数
调用格式:Y=pdist(X,’metric’)
说明:用 ‘metric’指定的方法计算 X 数据矩阵中对象之间的距离。’
X:一个m×n的矩阵,它是由m个对象组成的数据集,每个对象的大小为n。
metric’取值如下:
‘euclidean’:欧氏距离(默认);‘seuclidean’:标准化欧氏距离;
‘mahalanobis’:马氏距离;‘cityblock’:布洛克距离;
‘minkowski’:明可夫斯基距离;‘cosine’:
‘correlation’:                ‘hamming’:
‘jaccard’:                   ‘chebychev’:Chebychev距离。
1.2  squareform函数
     调用格式:Z=squareform(Y,..)
     说明:  强制将距离矩阵从上三角形式转化为方阵形式,或从方阵形式转化为上三角形式。
1.3  linkage函数
调用格式:Z=linkage(Y,’method’)
说    明:用‘method’参数指定的算法计算系统聚类树。
   Y:pdist函数返回的距离向量;
   method:可取值如下:
  ‘single’:最短距离法(默认);  ‘complete’:最长距离法;
‘average’:未加权平均距离法;  ‘weighted’: 加权平均法;
‘centroid’:质心距离法;      ‘median’:加权质心距离法;
‘ward’:内平方距离法(最小方差算法)
返回:Z为一个包含聚类树信息的(m-1)×3的矩阵。
1.4  dendrogram函数
调用格式:[H,T,…]=dendrogram(Z,p,…)
说明:生成只有顶部p个节点的冰柱图(谱系图)。
1.5  cophenet函数
调用格式:c=cophenetic(Z,Y)
说明:利用pdist函数生成的Y和linkage函数生成的Z计算cophenet相关系数。
1.6  cluster 函数
调用格式:T=cluster(Z,…)
说明:根据linkage函数的输出Z 创建分类。
1.7  clusterdata函数
调用格式:T=clusterdata(X,…)
说明:根据数据创建分类。
T=clusterdata(X,cutoff)与下面的一组命令等价:
Y=pdist(X,’euclid’);
Z=linkage(Y,’single’);
T=cluster(Z,cutoff);
2. Matlab程序
2.1 一次聚类法
X=[11978 12.5 93.5 31908;…;57500 67.6 238.0 15900];
T=clusterdata(X,0.9)
2.2  分步聚类
Step1  寻找变量之间的相似性
用pdist函数计算相似矩阵,有多种方法可以计算距离,进行计算之前最好先将数据用zscore函数进行标准化。
X2=zscore(X);  %标准化数据
Y2=pdist(X2);  %计算距离
Step2   定义变量之间的连接
Z2=linkage(Y2);
Step3  评价聚类信息
   C2=cophenet(Z2,Y2);       //0.94698
Step4 创建聚类,并作出谱系图
     T=cluster(Z2,6);
     H=dendrogram(Z2);
分类结果:{加拿大},{中国,美国,澳大利亚},{日本,印尼},{巴西},{前苏联}
剩余的为一类。

回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

手机版|小黑屋|生物统计家园 网站价格

GMT+8, 2024-11-21 17:15 , Processed in 0.044013 second(s), 16 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表