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MATLAB(15)分类模型

MATLAB(15)分类模型

一、前言

       在MATLAB中,实现不同类型的聚类(如K-means聚类、层次聚类、模糊聚类)和分类(如神经网络分类)需要用到不同的函数和工具箱。下面我将为每种方法提供一个基本的示例代码。

二、实现

1. K-means聚类

  1. % 假设X是数据矩阵,每行是一个样本,每列是一个特征
  2. X = [randn(100,2)*0.75+ones(100,2);
  3. randn(100,2)*0.5-ones(100,2)];
  4. % 指定聚类中心的数量
  5. k = 2;
  6. % 执行K-means聚类
  7. [idx, C] = kmeans(X, k);
  8. % 绘制结果
  9. figure;
  10. gscatter(X(:,1), X(:,2), idx, 'rb', 'xo');
  11. hold on;
  12. plot(C(:,1), C(:,2), 'kx', 'MarkerSize', 15, 'LineWidth', 3);
  13. title('K-means Clustering Results');
  14. legend('Cluster 1', 'Cluster 2', 'Centroids', 'Location', 'best');

2. 层次聚类(使用linkagedendrogram

  1. % 使用相同的X数据
  2. Z = linkage(X, 'ward'); % 使用Ward方法
  3. % 绘制树状图
  4. figure;
  5. dendrogram(Z);
  6. title('Hierarchical Clustering Dendrogram');

       注意:层次聚类通常不直接给出聚类结果,而是用于确定最佳的聚类数量。你可以通过树状图来观察并选择。

3. 模糊聚类(使用Fuzzy C-Means,FCM)

       MATLAB的Fuzzy Logic Toolbox或第三方工具箱(如Fuzzy C-Means Clustering Toolbox)可能包含FCM算法。这里展示一个简化的思路,因为MATLAB标准工具箱中不直接提供FCM。

  1. % 假设有Fuzzy C-Means函数fcmeans(这里仅为示意,MATLAB中可能需要额外安装)
  2. % [center, U, obj_fcn] = fcmeans(X, c, 2); % c是聚类数,2是模糊系数
  3. % 注意:由于MATLAB标准库中没有fcmeans,这里只是展示如何调用(如果可用)
  4. % 你可能需要从MATLAB File Exchange或其他来源获取该函数
  5. % 假设我们有了center, U, obj_fcn(从某处获得的FCM结果)
  6. % 绘制结果(假设U是隶属度矩阵)
  7. figure;
  8. gscatter(X(:,1), X(:,2), max(U, [], 2), 'rb', 'xo'); % 简化的绘制,实际应更复杂
  9. title('Fuzzy C-Means Clustering Results (Simplified)');

4. 神经网络分类

  1. % 假设我们有一些训练数据X_train和对应的标签T_train
  2. % 这里我们使用随机数据作为示例
  3. X_train = [randn(100,2)*0.75+ones(100,2);
  4. randn(100,2)*0.5-ones(100,2)];
  5. T_train = [ones(100,1); zeros(100,1)]; % 假设是二分类问题
  6. % 创建一个简单的神经网络
  7. net = patternnet(10); % 10个神经元的隐藏层
  8. % 划分数据为训练集、验证集和测试集(这里简单使用全部数据作为训练)
  9. net.divideParam.trainRatio = 1;
  10. net.divideParam.valRatio = 0;
  11. net.divideParam.testRatio = 0;
  12. % 训练网络
  13. [net,tr] = train(net,X_train',T_train'); % 注意:MATLAB神经网络工具箱要求输入是列向量
  14. % 假设我们有一些测试数据X_test
  15. X_test = [0.5 1.5; -0.5 -1.5]; % 示例测试数据
  16. Y_test = net(X_test'); % 进行预测
  17. % 显示预测结果
  18. disp('Predicted class labels:');
  19. disp(Y_test);

三、注意

       请注意,上述代码中的模糊聚类部分是一个简化的示例,因为MATLAB的标准工具箱中并不直接包含FCM算法。对于模糊聚类,你可能需要查找额外的工具箱或函数。此外,神经网络分类中的patternnet函数在某些MATLAB版本中可能已被弃用,你可以考虑使用feedforwardnet或其他更现代的神经网络构建方法。

 结语  

在平凡的世界里

做不平凡的自己

!!!

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