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机器学习的敲门砖:kNN算法(上)

顾名思义,所谓K最近邻,就是k个最近的邻居的意思。也就是在数据集中,认为每个样本可以用离他最距离近的k个邻居来代表。...在输入不含有标签的新样本后,将新的数据的每个特征与样本集中数据对应的特征进行比较,然后算法提取样本最相似的k个数据(最近邻)的分类标签。通过多数表决等方式进行预测。...K近邻法使用的模型,实际上是特征空间的划分。模型由三个基本要素决定: 距离度量 k值 分类决策规则 其中两个实例点之间的距离反映了相似程度。一般来说使用欧氏距离来计算。...p = 1, 相当于使用曼哈顿距离,p = 2, 相当于使用欧几里得距离],对于任何 p ,使用的是闵可夫斯基空间。...用于树的距离矩阵。默认为闵可夫斯基空间,如果和p=2一块使用相当于使用标准欧几里得矩阵. 所有可用的矩阵列表请查询 DistanceMetric 的文档。

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    机器学习的敲门砖:kNN算法(上)

    顾名思义,所谓K最近邻,就是k个最近的邻居的意思。也就是在数据集中,认为每个样本可以用离他最距离近的k个邻居来代表。...在输入不含有标签的新样本后,将新的数据的每个特征与样本集中数据对应的特征进行比较,然后算法提取样本最相似的k个数据(最近邻)的分类标签。通过多数表决等方式进行预测。...K近邻法使用的模型,实际上是特征空间的划分。模型由三个基本要素决定: 距离度量 k值 分类决策规则 其中两个实例点之间的距离反映了相似程度。一般来说使用欧氏距离来计算。...p = 1, 相当于使用曼哈顿距离,p = 2, 相当于使用欧几里得距离],对于任何 p ,使用的是闵可夫斯基空间。...用于树的距离矩阵。默认为闵可夫斯基空间,如果和p=2一块使用相当于使用标准欧几里得矩阵. 所有可用的矩阵列表请查询 DistanceMetric 的文档。

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    机器学习-04-分类算法-03KNN算法

    KNN 在我们日常生活中也有类似的思想应用,比如,我们判断一个人的人品,往往只需要观察他最密切的几个人的人品好坏就能得到结果了。这就是 KNN 的思想应用,KNN 方法既可以做分类,也可以做回归。...1)K近邻核心思想 在 KNN 分类中,输出是一个分类族群。一个对象的分类是由其邻居的「多数表决」确定的,K个最近邻居(K为正整数,通常较小)中最常见的分类决定了赋予该对象的类别。...点距离的计算 欧式距离 欧几里得距离:它也被称为L2范数距离。欧几里得距离是我们在平面几何中最常用的距离计算方法,即两点之间的直线距离。...使用**2运算将差值平方。 使用np.sum()对差的平方求和。 使用math.sqrt()取总和的平方根。 欧几里得距离是欧几里得空间中两点之间的直线距离。...通过计算欧几里得距离,可以识别给定样本的最近邻居,并根据邻居的多数类(用于分类)或平均值(用于回归)进行预测。在处理连续的实值特征时,使用欧几里得距离很有帮助,因为它提供了一种直观的相似性度量。

    9910

    数据科学 IPython 笔记本 9.10 数组排序

    译者:飞龙 协议:CC BY-NC-SA 4.0 到目前为止,我们主要关注使用 NumPy 访问和操作数组数据的工具。本节介绍与 NumPy 数组中的值的排序相关的算法。...所有这些都是完成类似任务的方法:对列表或数组中的值排序。例如,简单的选择排序重复查找列表中的最小值,并进行交换直到列表是有序的。...对于N个元素的列表,它需要N个循环,每个循环都执行大约N个比较,来查找要交换的值。...示例:K 最近邻 让我们快速了解如何沿着多个轴使用这个argsort函数,来查找集合中每个点的最近邻居。我们首先在二维平面上创建一组 10 个随机点。...回想一下,两点之间的平方距离是每个维度的平方差的总和;使用由 NumPy 提供的,高效广播(“数组计算:广播”)和聚合(“聚合:最小值,最大值和之间的一切”)的例程,我们可以在一行代码中计算平方距离矩阵

    1.8K10

    面向程序员的 Mojo🔥 入门指南

    欧氏距离计算是科学计算和机器学习中最基本的计算之一,用于 k 近邻和相似性搜索等算法。在本示例中,将看到如何利用 Mojo 的高维向量在这项任务中获得比 NumPy 更快的性能。...为了验证距离计算在 Python 和 Mojo 实现中的数值准确性,我们将创建两个随机的 NumPy 数组,每个数组有 1000 万个元素,并在整个示例中重复使用。...对于纯 Python 实现,我们将把这些 NumPy 数组转换为 Python 列表,因此我们只使用 Python 原生数据结构。...由于我们在上一步中已经创建了一个随机 NumPy 向量,因此我们将使用相同的 NumPy 数组,并使用 NumPy 的向量化函数 numpy.linalg.norm 来计算欧氏距离,该函数用于计算差分向量上的规范...Mojo 提供的 Tensor 数据结构允许我们使用 n 维数组,在本例中,我们将创建两个 1 维 Tensors,并将 NumPy 数组数据复制到 Tensors 中。

    32900

    Python numpy np.clip() 将数组中的元素限制在指定的最小值和最大值之间

    , out=None, **kwargs) 下面这段示例代码使用了 Python 的 NumPy 库来实现一个简单的功能:将数组中的元素限制在指定的最小值和最大值之间。...具体来说,它首先创建了一个包含 0 到 9(包括 0 和 9)的整数数组,然后使用 np.clip 函数将这个数组中的每个元素限制在 1 到 8 之间。...下面我们一行一行地分析代码: a = np.arange(10) 这行代码使用 np.arange 函数创建了一个从 0 开始,长度为 10 的整数 numpy.ndarray 数组。...注意事项 输入数据类型:虽然 np.clip 可以处理多种类型的输入数据(如列表、元组等),但结果总是返回一个 NumPy 数组。...性能考虑:对于非常大的数组,尤其是在性能敏感场景下使用时,应当注意到任何操作都可能引入显著延迟。因此,在可能情况下预先优化数据结构和算法逻辑。

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    第4节 Face Recognition API

    cnn面部检测器返回图像中二维人脸的边界框数组,如果您正在使用GPU,这可以更快的给您结果,因为GPU可以一次处理批次的图像。...如果您不使用GPU,则不需要此功能。 参数: images - 图像列表(每个作为numpy数组) number_of_times_to_upsample - 用于对图像进行采样的次数。..., face_to_compare) 源码 给出面部编码列表,将其与已知的面部编码进行比较,并为每个比较的人脸获得欧几里得距离。...参数: face_encodings - 要比较的面部编码列表 face_to_compare - 要比较的面部编码 返回: 一个numpy ndarray,每个面的距离与“faces”数组的顺序相同...将图像文件(.jpg,.png等)加载到numpy数组中 参数: file - 要加载的图像文件名或文件对象 mode - 将图像转换为格式。

    1.4K20

    深入理解KNN扩展到ANN

    更具体来讲KNN分类过程,给定一个训练数据集,对新的样本Xu,在训练数据集中找到与该样本距离最邻近的K(下图k=5)个样本,以这K个样本的最多数所属类别(标签)作为新实例Xu的预测类别。...如下图(二维特征的情况)蓝线的距离即是曼哈顿距离(想象你在曼哈顿要从一个十字路口开车到另外一个十字路口实际驾驶距离就是这个“曼哈顿距离”,也称为城市街区距离),红线为欧几里得距离: 曼哈顿距离 与...欧几里得距离 同属于闵氏距离的特例(p=1为曼哈顿距离;p=2为欧氏距离) 在多数情况下,KNN使用两者的差异不大,而在一些特殊情况的差异如下: 对于高维特征,曼哈顿距离(即p更低)更能避免维度灾难的影响...(具体可见https://bib.dbvis.de/uploadedFiles/155.pdf) 欧几里得距离(即p更高)更能关注大差异较大的特征的情况; 除了曼哈顿距离、欧几里得距离,也可使用其他距离方法...在第二轮中,我们忽略置为已选的样本,重新选择最近邻,这样跑k次,就得到了目标的K个最近邻,然后根据多数表决法,如果是KNN分类,预测为K个最近邻里面有最多类别数的类别。

    1.3K30

    一文带你全面理解向量数据库

    两个嵌入对象之间的距离越近,它们就越相似。正如你所看到的,向量嵌入非常酷。让我们回到前面的例子,假设我们将每本书的内容嵌入到图书馆中,并将这些嵌入存储在向量数据库中。...现在,当你想找到一本“主角喜欢食物的童书”时,你的查询也会被嵌入,并返回与你的查询最相似的书籍,例如《饥饿的毛毛虫》或《金发姑娘与三只熊》。向量数据库的使用情况是什么?...其基本概念被称为近似最近邻(Approximate Nearest Neighbor:ANN)搜索,它使用不同的算法来索引和计算相似性。...相似性度量:为了从索引向量中找到查询的最近邻居,向量数据库应用相似性度量。常见的相似性度量包括余弦相似性、点积、欧几里得距离、曼哈顿距离和汉明距离(Hamming distance)。...向量数据库相对于将向量嵌入存储在NumPy数组中的优势是什么?我经常(已经)遇到的一个问题是:我们不能只使用NumPy数组来存储嵌入吗?

    1K81

    Python可视化数据分析04、NumPy库使用

    在NumPy中,每一个线性的数组称为是一个轴(axis),也就是维度(dimensions)。而轴的数量——秩,就是数组的维数。...NumPy字符串的函数的说明见下表: 函数 描述 add() 对两个数组的逐个字符串元素进行连接 multiply() 返回按元素多重连接后的字符串 center() 居中字符串,并使用指定字符在左侧和右侧进行填充...默认情况下,分隔符为空格 splitlines() 返回元素中的行列表,以换行符分割 strip() 移除元素开头或者结尾处的特定字符 join() 通过指定分隔符来连接数组中的元素 replace()...()函数用于计算两点之间的距离 在数学中,欧几里得距离或欧几里得度量是欧几里得空间中两点间“普通”(即直线)距离。...使用这个距离,欧氏空间成为度量空间。相关联的范数称为欧几里得范数。较早的文献称之为毕达哥拉斯度量。

    1.5K40

    KNN分类算法原理与Python+sklearn实现根据身高和体重对体型分类

    KNN算法是k-Nearest Neighbor Classification的简称,也就是k近邻分类算法。...基本思路是在特征空间中查找k个最相似或者距离最近的样本,然后根据k个最相似的样本对未知样本进行分类。...基本步骤为: (1)计算已知样本空间中所有点与未知样本的距离; (2)对所有距离按升序排列; (3)确定并选取与未知样本距离最小的k个样本或点; (4)统计选取的k个点所属类别的出现频率; (5)把出现频率最高的类别作为预测结果...下面的代码模拟了上面的算法思路和步骤,以身高+体重对肥胖程度进行分类为例,采用欧几里得距离。...sklearn中的k近邻分类算法处理了同样的问题: # 使用sklearn库的k近邻分类模型 from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier # 创建并训练模型

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    k-近邻算法

    k-近邻算法定义 k-近邻(k-Nearest Neighbour,kNN)算法采用测量不同特征值之间的距离的方法进行分类。...该方法的思路是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。...用官方的话来说,所谓k近邻算法,即是给定一个训练数据集,对新的输入实例,在训练数据集中找到与该实例最邻近的k个实例(也就是上面所说的k个邻居), 这k个实例的多数属于某个类,就把该输入实例分类到这个类中...确定前k个点所在类别的出现频率 (5) 返回前k个点出现频率最高的类别作为当前点的预测分类 k-近邻算法实现 下面根据以上的算法流程实现kNN算法 Python预备知识 下面说说程序中用到的一些Numpy...原地排序,并不返回排序后的对象。 sorted是所有类型的内建函数 ,返回排序后的对象,原对象不改变。 argsort,属于numpy中的函数 返回排序后元素在原对象中的下标。

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    机器学习中的关键距离度量及其应用

    距离度量在机器学习中的应用 在本节中,将通过具体的分类和聚类示例,探索距离度量在机器学习建模中的关键作用。将从快速介绍监督和非监督学习算法开始,然后深入探讨它们在实际应用中的使用。...在实际应用中,通常使用scikit-learn库中的KNN分类器,它简化了模型的创建和训练过程。例如,可以使用欧几里得距离作为距离度量,这是一种在平面上计算两点间距离的简单方法。...选择合适的距离度量对于KNN分类器的性能至关重要,因为它直接影响我们找到的最近邻居的质量。不同的距离度量可能会导致不同的分类结果,因此在实际应用中,选择最合适的度量是提高模型性能的关键步骤。...在K-means中,通常使用欧几里得距离来衡量数据点之间的相似性。 在鸢尾花数据集的例子中,首先随机选择三个质心,然后根据每个数据点与这些质心的欧几里得距离,将它们分配到最近的质心所代表的聚类中。...它帮助我们在大量文本数据中快速找到与特定查询最相关的信息。 结论 本文深入探讨了机器学习中常用的距离和相似度度量,包括闵可夫斯基距离、曼哈顿距离、欧几里得距离、余弦距离和马氏距离。

    16010

    机器学习中K-近邻算法的案例实践

    本文章以监督学习算法K-近邻算法为例 K-近邻算法(k-Nearest Neighbor ,KNN) K-近邻算法采用测量不同特征值之间的距离方法进行分类。...一般来说,我们只选择样本数据集中前K个最相似的数据,这就是K-近邻算法中K的出处,通常K是不大于20的整数。最后,选择K个最相似数据中出现次数最多的分类,作为新数据的分类。...K-近邻算法的一般流程: (1)收集数据:可以使用任何方法。 (2)准备数据:距离计算所需要的数组,最好是结构化的数据格式。 (3)分析数据:可以使用任何方法。...在python shell环境开发环境中输入下列命令: From numpy import * (此命令将Numpy函数库中的所有模块引入当前的命名空间。...执行kNN.classify0() K-近邻算法,传递的参数为数据【0,0】时分类给出的B,传递的数据为【1,1】分类给出的A,通过此算法把数组中的数据进行有监督分类识别。 ?

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    knn算法实现手写数字识别的背景_knn手写数字识别60000训练集

    KNN 最邻近分类算法: (近邻取样) 邻近算法,或者说K最近邻(kNN,k-NearestNeighbor)分类算法是机器学习分类技术中最简单的方法之一。...他没有明显的前期训练过程,在程序运行之后,把数据加载到内存后,不需要进行训练就可以分类。...算法实现: 1、计算出每一个样本点与测试点的距离 2、选取距离最近的K个样本,并获取他们的标签 label 3、然后找出K个样本中数量最多的标签,返回该标签 KNN的本质是基于一种数据统计的方法。...把L个单列数据存入新矩阵A中——矩阵A每一列存储一个字的所有信息 用测试数据与矩阵A中的每一列求距离,求得的L个距离存入距离数组中 从距离数组中取出最小的K个距离所对应的训练集的索引 拥有最多索引的值就是预测值...为了改进效率在中间进行了很多技巧性的操作,虽然还是一堆for循环。

    1.1K40

    KNN算法实现手写数字识别

    KNN 最邻近分类算法: (近邻取样) 邻近算法,或者说K最近邻(kNN,k-NearestNeighbor)分类算法是机器学习分类技术中最简单的方法之一。...他没有明显的前期训练过程,在程序运行之后,把数据加载到内存后,不需要进行训练就可以分类。...算法实现: 1、计算出每一个样本点与测试点的距离 2、选取距离最近的K个样本,并获取他们的标签 label 3、然后找出K个样本中数量最多的标签,返回该标签 KNN的本质是基于一种数据统计的方法。...把L个单列数据存入新矩阵A中——矩阵A每一列存储一个字的所有信息 用测试数据与矩阵A中的每一列求距离,求得的L个距离存入距离数组中 从距离数组中取出最小的K个距离所对应的训练集的索引 拥有最多索引的值就是预测值...为了改进效率在中间进行了很多技巧性的操作,虽然还是一堆for循环。

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    NumPy学习笔记—(33)

    2.数组排序 本节之前,我们主要关注 NumPy 中那些获取和操作数组数据的工具。本小节我们会介绍对 NumPy 数组进行排序的算法。...我们从 Python 內建的排序开始介绍,然后再去讨论 NumPy 中为了数组优化的排序函数。...2.1.NumPy 中快速排序:np.sort 和 np.argsort 虽然 Python 有內建的sort和sorted函数可以用来对列表进行排序,我们在这里不讨论它们。...虽然使用广播和逐行排序的方式完成任务可能没有使用循环来的直观,但是在 Python 中这是一种非常有效的方式。...现在我们已经创建了一个空的结构化数组,我们可以使用上面的数据列表将数据填充到数组中: data['name'] = name data['age'] = age data['weight'] = weight

    2.3K20

    机器学习 | KNN, K近邻算法

    输入:训练数据集 其中, 为实例的特征向量, 为实例的类别, 输出:实例 所属的类 (1)根据给定的距离度量,在训练集 中找出与 最近邻的个点,涵盖这个 点的 的邻域记作) (2)在 )中根据分类决策规则...距离度量 特征空间中两个实例点的距离是两个实例点相似程度的反映。 在距离类模型,例如KNN中,有多种常见的距离衡量方法。如欧几里得距离、曼哈顿距离、闵科夫斯基距离、切比雪夫距离及余弦距离。...其中欧几里得距离为最常见。 欧几里得距离(Euclidean Distance) 在欧几里得空间中,两点之间或多点之间的距离表示又称欧几里得度量。...如果k太大,最近邻分类器可能会将测试样例分类错误,因为k个最近邻中可能包含了距离较远的,并非同类的数据点。 在应用中,k 值一般选取一个较小的数值,通常采用交叉验证来选取最优的k 值。...基本的最近邻分类使用统一的权重:分配给查询点的值是从最近邻的简单多数投票中计算出来的。在某些环境下,最好对邻居进行加权,使得越近邻越有利于拟合。

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