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如何确定两个数据点的分区(集群)是否相同?

algorithm

n在任意空间中都有数据点,并且将它们聚类。
我的聚类算法的结果是一个由l长度为int的矢量表示的分区,该矢量n将每个点分配给一个聚类。的值l的范围从0到(可能)n-1

例:

l_1 = [ 1 1 1 0 0 2 6 ]

n=7点划分为4个簇:前三个点聚在一起,第四个和第五个聚在一起,最后两个点形成两个不同的单例簇。

我的问题:

假设我有两个分区l_1l_2如何 有效地 确定它们是否代表相同的分区?

例:

l_2 = [ 2 2 2 9 9 3 1 ]

l_1与之相同,因为它表示点的相同分区(尽管簇的“数字” /“标签”不同)。
另一方面

l_3 = [ 2 2 2 9 9 3 3 ]

不再相同,因为它将最后两点组合在一起。

我正在寻找C ++,python或Matlab中的解决方案。

不必要的方向

天真的方法是比较同现矩阵

c1 = bsxfun( @eq, l_1, l_1' );
c2 = bsxfun( @eq, l_2, l_2' );
l_1_l_2_are_identical = all( c1(:)==c2(:) );

共生矩阵c1的大小为nx,n带有trueif点km并且在同一群集中,false否则在同一群集中(与群集“数字”
/“标签”无关)。
因此,如果共生矩阵c1c2是再相同l_1l_2代表相同的分区。

但是,由于点的数量n可能很大,因此我想避免使用O(n^2)解…

有任何想法吗?

谢谢!


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2020-07-28

共1个答案

小编典典

什么时候两个分区相同?

如果他们具有完全相同的成员,可能。

因此,如果您只想测试身份,则可以执行以下操作:

用分区中 最小的 对象ID 替换每个分区ID 。

然后,当且仅当此表示形式相同时,两个分区才是相同的。

在上面的示例中,假设矢量索引1 .. 7是您的对象ID。然后我将得到规范形式

[ 1 1 1 4 4 6 7 ]
  ^ first occurrence at pos 1 of 1 in l_1 / 2 in l_2
        ^ first occurrence at pos 4

对于l_1和l_2,而l_3规范化为

[ 1 1 1 4 4 6 6 ]

为了更加清楚,这是另一个示例:

l_4 = [ A B 0 D 0 B A ]

规范化为

      [ 1 2 3 4 3 2 1 ]

因为簇“ A”的首次出现在位置1,“ B”在位置2等。

如果要测量两个聚类的 相似 程度,一种好的方法是查看对象对的precision / recall /
f1,当且仅当a和b属于同一聚类时,对象对(a,b)存在。

更新: 由于有人声称这是二次方的,因此我将进一步澄清。

要产生规范形式,请使用以下方法(实际的python代码):

def canonical_form(li):
  """ Note, this implementation overwrites li """
  first = dict()
  for i in range(len(li)):
    v = first.get(li[i])
    if v is None:
      first[li[i]] = i
      v = i
    li[i] = v
  return li

print canonical_form([ 1, 1, 1, 0, 0, 2, 6 ])
# [0, 0, 0, 3, 3, 5, 6]
print canonical_form([ 2, 2, 2, 9, 9, 3, 1 ])
# [0, 0, 0, 3, 3, 5, 6]
print canonical_form([ 2, 2, 2, 9, 9, 3, 3 ])
# [0, 0, 0, 3, 3, 5, 5]
print canonical_form(['A','B',0,'D',0,'B','A'])
# [0, 1, 2, 3, 2, 1, 0]
print canonical_form([1,1,1,0,0,2,6]) == canonical_form([2,2,2,9,9,3,1])
# True
print canonical_form([1,1,1,0,0,2,6]) == canonical_form([2,2,2,9,9,3,3])
# False
2020-07-28