PS:因为没有找到实际应用的场景,所以两个示例直接采用了官网的示例。以后遇到实际的应用场景了,再替换成实际的例子。
1.算法简介
双聚类简单来说就是在数据矩阵A中寻找一个满足条件矩阵B1的子矩阵A1,而B1是条件矩阵B的一个子矩阵.
2.算法常用的计算模型
目前定义双聚类算法有四种比较广泛的方式:(括号中为sklearn官网的说法)
2.1等值模型(常数值,常量行或常量列)
2.2加法模型(低方差的子矩阵)
2.3乘法模型(异常高或低的值)
4.双聚类的两种算法
双聚类的算法有很多种,这里只介绍sklearn官网提供的两种算法,也就是上述两种特殊结构的算法。
4.1光谱联合聚类(Spectral Co-Clustering)
说明:因为我们不自己动手写算法,所以这里的公式就略过了。
4.1.1 算法作用
该算法找到的值高于相应的其他行和列中的值。每行和每列只属于一个双聚类,因此重新排列行和列中的这些高值,使这些分区沿着对角线连续显示。
4.1.1 主要计算过程
1)按照数学公式对矩阵进行预处理
2)对处理后的矩阵进行行和列的划分,之后按照另外一个数学公式生产一个新的矩阵Z
3)对矩阵Z的每行使用k-means算法
4.1.2 sklearn中的函数
1) sklearn.cluster.bicluster. SpectralCoclustering
2)主要参数()
n_clusters :聚类中心的数目,默认是3
svd_method:计算singular vectors的算法,‘randomized’(默认) 或 ‘arpack’.
n_svd_vecs :计算singular vectors值时使用的向量数目
n_jobs :计算时采用的线程或进程数量
3)主要属性
rows_ :二维数组,表示聚类的结果。其中的值都是True或False。如果rows_[i,r]为True,表示聚类i包含行r
columns_:二维数组,表示聚类的结果。
row_labels_ :每行的聚类标签列表
column_labels_ :每列的聚类标签列表
4.2光谱双聚类(Spectral Biclustering)
4.2.1 算法作用
该算法假定输入的数据矩阵具有隐藏的棋盘结构,因此可以对其中的行和列进行划分,使得行簇和列簇的笛卡尔积中的任何双聚类的条目近似恒定。例如,如果有两个行分区和三个列分区,则每行将属于三个双聚集,而每列将属于两个双聚集。
该算法对矩阵的行和列进行划分,使相应的blockwise-constant棋盘格矩阵能够很好地逼近原始矩阵。
4.2.2 主要计算过程
1)对矩阵进行归一化
2)计算前几个singular vectors 值(奇异向量?总感觉这么翻译很别扭)
3)根据这些singular vectors值进行排序,使其可以更好的通过piecewise-constant向量进行近似表示
4) 使用一维k均值找到每个向量的近似值,并使用欧几里德距离进行评分
5) 选择最佳左右singular vectors的一些子集
6) 将数据投影到这个singular vectors的最佳子集并聚集
4.2.3 sklearn中的函数
1) sklearn.cluster.bicluster.SpectralBiclustering
2)主要参数(详细参数)
n_clusters :单个数值或元组,棋盘结构中的行和列聚集的数量
method:把singular vectors值归一化并转换成biclusters的方法。默认值是‘bistochastic’。
3)主要属性
rows_ :二维数组,表示聚类的结果。其中的值都是True或False。如果rows_[i,r]为True,表示聚类i包含行r
columns_:二维数组,表示聚类的结果。
row_labels_ :每行的分区标签列表
column_labels_ :每列的分区标签列表
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