ISODATA 百科内容来自于: 百度百科

算法简介

全称:Iterative Selforganizing Data Analysis Techniques Algorithm
即:迭代自组织数据分析算法
“合并”操作:
当聚类结果某一类中样本数太少,或两个类间的距离太近时,进行合并。
“分裂”操作:
当聚类结果某一类中样本某个特征类内方差太大,将该类进行分裂

算法特点

使用误差平方和作为基本聚类准则
设定指标参数来决定是否进行“合并”或“分裂”
设定算法控制参数来决定算法的运算次数
具有自动调节最优类别数k的能力
算法规则明确,便于计算机实现

算法思想

Isodata,迭代自组织分析,通过设定初始参数而引入人机对话环节,并使用归并与分裂的机制,当某两类聚类中心距离小于某一阈值时,将它们合并为一类,当某类标准差大于某一阈值或其样本数目超过某一阈值时,将其分为两类。在某类样本数目少于某阈值时,需将其取消。如此,根据初始聚类中心和设定的类别数目等参数迭代,最终得到一个比较理想的分类结果

算法步骤

算法步骤如下:
①初始化
设定控制参数:
c:预期的类数;
Nc:初始聚类中心个数(可以不等于c);
TN:每一类中允许的最少样本数目(若少于此数,就不能单独成为一类);
TE:类内各特征分量分布的相对标准差上限(大于此数就分裂);
TC:两类中心间的最小距离下限(若小于此数,这两类应合并);
NT:在每次迭代中最多可以进行“合并”操作的次数;
NS:允许的最多迭代次数。
选定初始聚类中心
②按最近邻规则将样本集{xi}中每个样本分到某一类中
③依据TN判断合并:如果类ωj中样本数nj< TN,则取消该类的中心zj,Nc=Nc-1,转至② 。
④计算分类后的参数:各类重心、类内平均距离
及总体平均距离
计算各类的重心:
计算各类中样本到类心的平均距离:
计算各个样本到其类内中心的总体平均距离:
⑤判断停止、分裂或合并。
a、若迭代次数Ip =NS,则算法结束;
b、若Nc ≤c/2,则转到⑥ (将一些类分裂);
c、若Nc ≥2c,则转至⑦ (跳过分裂处理);
d、若c/2< Nc<2c,当迭代次数Ip是奇数时转至⑥ (分裂处理);迭代次数Ip是偶数时转至⑦ (合并处理)。
⑥分裂操作
计算各类内样本到类中心的标准差向量
σj=(σ1j, σ2j,…., σnj)T , j=1,2,…..,Nc
计算其各个分量。
求出每一类内标准差向量σj中的最大分量
若有某一类中最大分量大于TE,同时又满足下面两个条件之一:
a、
>
>2(TN+1) b、Nc
c/2
则将该类ωj分裂为两个类,原zj取消且令Nc=Nc+1。
两个新类的中心zj+和zj-分别是在原zj中相应于
的分量加上和减去
,而起它分量不变,其中0<k≤1。
分裂后,Ip=Ip+1, 转至②。
⑦合并操作
计算各类中心间的距离Dij,i=1,2,…,Nc-1; j=1,2,…,Nc
依据TC判断合并。将Dij与TC比较,并将小于TC的那些Dij按递增次序排列,取前NT个。
从最小的Dij开始,将相应的两类合并,并计算合并后的聚类中心。
在一次迭代中,某一类最多只能合并一次。
Nc=Nc-已并掉的类数。
⑧如果迭代次数Ip=NS或过程收敛,则算法结束。否则,Ip=Ip+1,若需要调整参数,则转至①;若不改变参数,则转至②;
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- 来自原声例句
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