Python机器学习--聚类

时间:2022-05-26 18:28:44
  • K-means聚类算法

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  • 测试:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Aug 31 10:59:20 2017 @author: Administrator
""" '''
现有1999年全国31个省份城镇居民家庭平均每人全年消费性支出的八个主
要变量数据,这八个变量分别是:食品、 衣着、 家庭设备用品及服务、 医疗
保健、 交通和通讯、 娱乐教育文化服务、 居住以及杂项商品和服务。 利用已
有数据,对31个省份进行聚类。
''' import numpy as np
from sklearn.cluster import KMeans def loadData(filePath):
fr = open(filePath,'r+')
lines = fr.readlines()
retData = []
retCityName = []
for line in lines:
items = line.strip().split(",")
retCityName.append(items[0])
retData.append([float(items[i]) for i in range(1,len(items))])
return retData,retCityName if __name__ == '__main__': fpath='F:\RANJIEWEN\MachineLearning\Python机器学习实战_mooc\data\聚类\\'
data,cityName = loadData(fpath+'city.txt')
km = KMeans(n_clusters=4)
label = km.fit_predict(data)
expenses = np.sum(km.cluster_centers_,axis=1)
#print(expenses)
CityCluster = [[],[],[],[]]
for i in range(len(cityName)):
CityCluster[label[i]].append(cityName[i])
for i in range(len(CityCluster)):
print("Expenses:%.2f" % expenses[i])
print(CityCluster[i])
  • DBSCAN密度聚类

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  • 测试

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Aug 31 11:14:37 2017 @author: Administrator
""" '''
现有大学校园网的日志数据,290条大学生的校园网使用情况数据,数据包
括用户ID,设备的MAC地址,IP地址,开始上网时间,停止上网时间,上
网时长,校园网套餐等。 利用已有数据,分析学生上网的模式。
实验目的:
通过DBSCAN聚类,分析学生上网时间和上网时长的模式。 ''' import numpy as np
import sklearn.cluster as skc
from sklearn import metrics
import matplotlib.pyplot as plt mac2id=dict()
onlinetimes=[] fpath='F:\RANJIEWEN\MachineLearning\Python机器学习实战_mooc\data\聚类\\'
f=open(fpath+'TestData.txt',encoding='utf-8')
for line in f:
mac=line.split(',')[2]
onlinetime=int(line.split(',')[6])
starttime=int(line.split(',')[4].split(' ')[1].split(':')[0])
if mac not in mac2id:
mac2id[mac]=len(onlinetimes)
onlinetimes.append((starttime,onlinetime))
else:
onlinetimes[mac2id[mac]]=[(starttime,onlinetime)]
real_X=np.array(onlinetimes).reshape((-1,2)) X=real_X[:,0:1] ## 聚类数据变换技巧
# X=np.log(1+real_X[:,1:]) db=skc.DBSCAN(eps=0.01,min_samples=20).fit(X)
labels = db.labels_ print('Labels:')
print(labels)
raito=len(labels[labels[:] == -1]) / len(labels)
print('Noise raito:',format(raito, '.2%')) n_clusters_ = len(set(labels)) - (1 if -1 in labels else 0) print('Estimated number of clusters: %d' % n_clusters_)
print("Silhouette Coefficient: %0.3f"% metrics.silhouette_score(X, labels)) for i in range(n_clusters_):
print('Cluster ',i,':')
print(list(X[labels == i].flatten())) plt.hist(X,24)
  • 基于聚类的图像分割

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  • 测试

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Aug 31 15:03:11 2017 @author: Administrator
""" '''
目标:利用K-means聚类算法对图像像素点颜色进行聚类实现简单的图像分割
输出:同一聚类中的点使用相同颜色标记,不同聚类颜色不同
''' import numpy as np
import PIL.Image as image
from sklearn.cluster import KMeans def loadData(filePath):
f = open(filePath,'rb')
data = []
img = image.open(f)
m,n = img.size
for i in range(m):
for j in range(n):
x,y,z = img.getpixel((i,j))
data.append([x/256.0,y/256.0,z/256.0])
f.close()
return np.mat(data),m,n imPath='F:\RANJIEWEN\MachineLearning\Python机器学习实战_mooc\data\基于聚类的整图分割\\'
imgData,row,col = loadData(imPath+'bull.jpg')
label = KMeans(n_clusters=4).fit_predict(imgData) label = label.reshape([row,col])
pic_new = image.new("L", (row, col))
for i in range(row):
for j in range(col):
pic_new.putpixel((i,j), int(256/(label[i][j]+1)))
pic_new.save("result-bull-4.jpg", "JPEG")