数据聚类是一种无监督学习方法,其核心目标是将数据集中的样本划分为若干组(簇),使得同一簇内的样本相似度高,而不同簇之间的样本差异较大。以下是其关键特征和应用场景的详细说明:
1. 核心原理
无监督学习:聚类无需预先标注的类别标签,仅通过数据自身特征进行分组。
相似性度量:通常基于距离函数(如欧氏距离)或相关性计算,将相似样本归为一类。
动态划分:通过迭代优化(如K-means的质心更新)或层次分解(如分层聚类)实现分组。
2. 典型方法
划分聚类(如K-means):需指定簇数,适用于大数据集,通过随机初始中心点逐步优化分类。
层次聚类:无需预设簇数,适合小规模数据,通过自底向上(凝聚)或自顶向下(分裂)方式构建树状结构。
其他方法:包括基于密度(DBSCAN)、模型(高斯混合)等算法,适应不同场景需求。
3. 应用场景
商业分析:客户分群、市场细分(如根据身高体重划分服装尺寸)。
数据预处理:降维、异常检测(如恶意流量识别)。
科学研究:基因序列分类、图像分割等。
4. 关键挑战
特征选择:不同特征可能导致聚类结果差异显著(如形状vs用途对图像分类的影响)。
参数调优:如K-means需确定最佳簇数(手肘法)、距离函数选择等。
- 稳定性问题:初始中心点随机性可能导致结果不一致。