K-means算法是一种迭代求解的聚类分析算法,是在聚类算法中运用最为广泛的算法。它将数据分为了K组,随机选取K个对象。同时计算出对象和子对象之间的距离,把每个对象分配都距离最近的数据中心。通过数据,对于对象进行分类,从而进行针对不同对象的处理方案。在目前的分类应用中,K-means聚类算法应用广泛。但是K-means算法的缺点是要事先确定聚类的数目K,但是无法自动寻找最佳的聚类数。目前经常用于求最佳的聚类数K的方法有手肘法和轮廓系数法。
之前介绍了基于MATLAB的guide制作的基于MATLAB的kmeans求最佳聚类数k的GUI计算界面,但是随着MATLAB版本的更新,之后的版本不再支持guide制作的GUI界面,因此我基于MATLAB App Designer将kmeans求最佳聚类数k的GUI计算界面修改成App,这样可以兼容2016之后的版本,也不受最新版本的限制。
基于MATLAB的Kmeans自动寻找最佳聚类中心App如下:
点击加载要聚类的数据——点击手肘法计算k值按键——根据生成的不同K值聚类偏差图,获得最佳聚类数k,并在输入参数里设置最佳聚类数k——点击设置Kmeans聚类的重复聚类的次数k1、输入数据的维数、x、y和z轴名称——点击kmeans聚类按键——即可获得聚类的结果图和每个类别包含的excel结果文件,并生成jpg、bmp、fig、pdf格式的分类结果图和 不同K值聚类偏差图。需要app安装包,可以进行打赏后截图(80元及以上),点击微信公众号云龙派的“联系掌门”菜单进行联系,或者在公众号内回复截图,几小时内会回复。界面编程不易,还请见谅!
1.基于MATLAB的Kmeans自动寻找最佳聚类中心App二维数据聚类举例
根据3019组经纬度数据,进行聚类,部分数据如下图所示:
Step1:点击kmeansApp.mlappinstall文件,在MATLAB中双击安装APP,点击安装到我的APP。
Step2:在APP 菜单栏中找到我的app中的kmeansApp,双击运行出App主界面。
Step3:点击加载数据,选择数据excel文件,并点击确定。
Step4:输入参数。
(1)点击手肘法计算k值按键,根据原理获得最佳分类数k。
(2)输入最佳分类数k、kmenas算法重复聚类次数k1、数据维度、分类图的x轴、y轴和z轴名称。
Step5:点击Kmeans聚类按键,即可获得分类结果并生成相应的图形文件和分类结果excel文件。
2.基于MATLAB的Kmeans自动寻找最佳聚类中心App三维数据聚类举例
对100组三维数据进行聚类,部分数据如下图所示:
Step1:安装好App,并运行出主界面,点击加载数据,选择数据excel文件,并点击确定。
Step2:点击手肘法计算k值按键,根据原理获得最佳分类数k。
Step3:输入最佳分类数k、kmenas算法重复聚类次数k1、数据维度、分类图的x轴、y轴和z轴名称。
Step4:点击Kmeans聚类按键,即可获得分类结果并生成相应的图形文件和分类结果excel文件。
3.App部分程序如下
classdef kmeansApp < matlab.apps.AppBase
% Properties that correspond to app components
properties (Access = public)
UIFigure matlab.ui.Figure
KmeansAppPanel matlab.ui.container.Panel
Panel_3 matlab.ui.container.Panel
UIAxes_2 matlab.ui.control.UIAxes
UIAxes matlab.ui.control.UIAxes
Panel_2 matlab.ui.container.Panel
Button_5 matlab.ui.control.Button
Button_4 matlab.ui.control.Button
KmeansButton matlab.ui.control.Button
KButton matlab.ui.control.Button
Panel matlab.ui.container.Panel
zEditField matlab.ui.control.EditField
zEditFieldLabel matlab.ui.control.Label
xEditField matlab.ui.control.EditField
xEditFieldLabel matlab.ui.control.Label
yEditField matlab.ui.control.EditField
yEditFieldLabel matlab.ui.control.Label
EditField_3 matlab.ui.control.NumericEditField
Label matlab.ui.control.Label
kmeansk1EditField matlab.ui.control.NumericEditField
kmeansk1EditFieldLabel matlab.ui.control.Label
KEditField matlab.ui.control.NumericEditField
KEditFieldLabel matlab.ui.control.Label
Button matlab.ui.control.Button
end
% Callbacks that handle component events
methods (Access = private)
% Button pushed function: Button
function ButtonPushed(app, event)
%加载数据文件按键回调函数
global data %定义全局变量
[filename,pathname,filterindex]=uigetfile({'*.xls';'*.xlsx';'*.txt';'*.*'},'打开数据');
if ~filename
return;
end
str1=[pathname,filename];
if (filename==0 & pathname==0)
msgbox('您没有选择文件,请重新选择!','打开文件出错','error');
else
data=xlsread (strcat([pathname filename]));
msgbox('打开及读取数据完毕!','确认','warn');
end
end
% Button pushed function: Button_5
function Button_5Pushed(app, event)
%关闭图形窗口回调函数
closereq;
end
% Button pushed function: Button_4
function Button_4Pushed(app, event)
%清除按键回调函数
%清除输入 数字和文字输入
app.KEditField.Value = 0;
app.kmeansk1EditField.Value = 0;
app.EditField_3.Value = 0;
app.yEditField.Value = "";
app.xEditField.Value = "";
app.zEditField.Value = "";
%清除图形窗口
try
delete(allchild(app.UIAxes));
delete(allchild(app.UIAxes_2));
end
end
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作 者 | 郭志龙
编 辑 | 郭志龙
校 对 | 郭志龙
页面更新:2024-03-02
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