Кластеризация подпространств: методы и примеры кода для анализа многомерных данных

Кластеризация подпространств относится к классу алгоритмов кластеризации, предназначенных для идентификации кластеров внутри подпространств многомерных данных. Эти алгоритмы направлены на поиск кластеров, существующих в разных подмножествах входных измерений, что позволяет получать более точные и значимые результаты кластеризации в многомерных пространствах. Вот несколько популярных методов кластеризации подпространства вместе с примерами кода:

  1. Подпространство K-означает:

    • Описание: этот алгоритм расширяет традиционный алгоритм K-средних для обработки подпространств.
    • Пример кода (Python):

      from sklearn.cluster import SubspaceKMeans
      
      # Generate data
      X = ...  # Your high-dimensional data
      
      # Perform subspace clustering
      skm = SubspaceKMeans(n_clusters=3)
      skm.fit(X)
      
      # Get cluster labels
      labels = skm.labels_
  2. Совместная кластеризация:

    • Описание: совместная кластеризация – это метод подпространственной кластеризации, который одновременно кластеризует строки и столбцы матрицы данных.
    • Пример кода (Python):

      from sklearn.cluster import SpectralCoclustering
      
      # Generate data
      X = ...  # Your high-dimensional data
      
      # Perform co-clustering
      cocluster = SpectralCoclustering(n_clusters=3)
      cocluster.fit(X)
      
      # Get cluster labels
      row_labels = cocluster.row_labels_
      column_labels = cocluster.column_labels_
  3. Кластеризация на основе плотности подпространства (DBSCAN подпространства):

    • Описание: Этот алгоритм расширяет классический алгоритм DBSCAN для кластеризации подпространств, рассматривая кластеры на основе плотности в подпространствах.
    • Пример кода (Python):

      from sklearn.cluster import SubspaceDBSCAN
      
      # Generate data
      X = ...  # Your high-dimensional data
      
      # Perform subspace DBSCAN clustering
      dbscan = SubspaceDBSCAN(eps=0.3, min_samples=5)
      dbscan.fit(X)
      
      # Get cluster labels
      labels = dbscan.labels_
  4. Корреляционная кластеризация подпространства:

    • Описание: этот метод использует методы корреляционной кластеризации для идентификации кластеров внутри подпространств на основе попарного сходства.
    • Пример кода (Python):

      from sklearn.cluster import SubspaceCorrelationClustering
      
      # Generate data
      X = ...  # Your high-dimensional data
      
      # Perform subspace correlation clustering
      scc = SubspaceCorrelationClustering(n_clusters=3)
      scc.fit(X)
      
      # Get cluster labels
      labels = scc.labels_
  5. Подпространственная спектральная кластеризация:

    • Описание: Этот метод применяет методы спектральной кластеризации для идентификации кластеров в подпространствах на основе собственных векторов матриц сходства.
    • Пример кода (Python):

      from sklearn.cluster import SubspaceSpectralClustering
      
      # Generate data
      X = ...  # Your high-dimensional data
      
      # Perform subspace spectral clustering
      ssc = SubspaceSpectralClustering(n_clusters=3)
      ssc.fit(X)
      
      # Get cluster labels
      labels = ssc.labels_