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探索Python中的聚类算法：层次聚类

在机器学习领域中，层次聚类是一种常用的聚类算法，它能够以层次结构的方式将数据集中的样本点划分为不同的簇。层次聚类的一个优势是它不需要事先指定簇的数量，而是根据数据的特性自动形成簇的层次结构。...本文将详细介绍层次聚类算法的原理、实现步骤以及如何使用 Python 进行编程实践。 什么是层次聚类？ 层次聚类是一种自下而上或自上而下的聚类方法，它通过逐步合并或分割样本点来形成一个簇的层次结构。...在层次聚类中，每个样本点最初被视为一个单独的簇，然后通过计算样本点之间的相似度或距离来逐步合并或分割簇，直到达到停止条件。...更新相似度矩阵：根据合并或分割的结果，更新相似度矩阵。 重复迭代：重复步骤 2 至步骤 4，直到满足停止条件。...Python 中的层次聚类实现 下面我们使用 Python 中的 scikit-learn 库来实现一个简单的层次聚类模型： import numpy as np import matplotlib.pyplot

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转录组非负矩阵分解(NMF)一致性聚类(ConsensusClusterPlus）

非负矩阵分解和一致性聚类的异同点非负矩阵分解（NMF）使用场景:NMF主要用于从高维数据中提取潜在模式或特征，例如基因表达数据中的特征模块识别，或者文本数据中的主题提取。...在非负矩阵分解（NMF）中，rank值通常代表因子分解的维度或因子的数量。选择合适的rank值对于确保模型的有效性和稳定性至关重要。主要性能指标解释1....在实际操作过程中，笔者遇到过一个亚型只有一个样本的情况，这时候通过再次聚类就可以合并这个样本，或者也可以在初始分析的时候去除这个样本。...如何选择合适的clusters1. 共识矩阵 (Consensus Matrix) 和CDF曲线:● 每个k值都有一个对应的共识矩阵。这些矩阵展示了在多次聚类中，样本是否一致地被分配到相同的簇中。...● ICL图帮助评估聚类质量。较高的簇一致性值表明聚类结果在重复中是稳定的。● 在多个k值中，选择ICL数值较高且变化不大（即连续多个k值ICL变化较小）的一组作为最终的分群数目。

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    表达量矩阵全部更改为0-1矩阵会影响降维聚类分群吗？

    1 ct 标准的降维聚类分群 代码如下所示； pbmc <- NormalizeData(pbmc, normalization.method = "LogNormalize",...p2 如下所示： 0-1矩阵的降维聚类分群 如果我们不进行这样的0-1矩阵转换，得到的图表是： 原始矩阵的降维聚类分群 这样的肉眼查看差异还是有点挑战，我们选择如下所示的代码： load(file..._0_1$seurat_clusters)) 有意思的事情是，仍然是可以很大程度维持降维聚类分群结果的一致性哦！...0 675 26 Tcells 2 0 1648 也就是说，我们的单细胞表达量矩阵里面，每个基因在每个细胞的表达量具体是多少其实并不重要...当然了，我说的是在降维聚类分群这个层面，并不是说后续差异分析，细胞通讯，转录因子分析哦！

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    聚类算法在电脑监控软件中的原理分析

    在电脑监控软件中，聚类算法可以应用于多个方面，包括异常检测、威胁情报分析和用户行为分析等。聚类算法的原理是将一组数据对象划分为不同的组别，使得组内的对象相似度高，而组间的相似度较低。...以下是聚类算法在电脑监控软件中的原理和应用的一些例子： 异常检测：聚类算法可以帮助检测电脑系统中的异常行为。通过对正常行为进行建模，聚类算法可以将与正常行为差异较大的数据点识别为异常点。...威胁情报分析：聚类算法可以用于分析和组织大量的威胁情报数据。安全专家可以利用聚类算法将具有相似特征的威胁样本聚类在一起，以便更好地理解威胁的来源、类型和潜在影响。...例如，在一个企业网络中，通过聚类分析可以识别出员工的常规操作模式，从而更容易发现员工的异常行为，比如未经授权的数据访问或敏感信息的泄露。 日志分析：聚类算法可以用于分析电脑系统生成的大量日志数据。...总的来说，聚类算法在电脑监控软件中的应用可以帮助识别异常行为、发现威胁、分析用户行为和日志数据，以提高系统的安全性、性能和用户体验。

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    Spark中的聚类算法

    Spark - Clustering 官方文档：https://spark.apache.org/docs/2.2.0/ml-clustering.html 这部分介绍MLlib中的聚类算法； 目录：...Dirichlet allocation(LDA)： Bisecting k-means； Gaussian Mixture Model(GMM)： 输入列； 输出列； K-means k-means是最常用的聚类算法之一...，它将数据聚集到预先设定的N个簇中； KMeans作为一个预测器，生成一个KMeansModel作为基本模型； 输入列 Param name Type(s) Default Description featuresCol...model.transform(dataset) transformed.show(truncate=False) Bisecting k-means Bisecting k-means是一种使用分裂方法的层次聚类算法...：所有数据点开始都处在一个簇中，递归的对数据进行划分直到簇的个数为指定个数为止； Bisecting k-means一般比K-means要快，但是它会生成不一样的聚类结果； BisectingKMeans

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    表达量矩阵全部更改为0-1矩阵会影响降维聚类分群吗？

    ，是稀疏矩阵格式，如下所示： 然后做一个简单的转换： 代码如下所示： ct=pbmc@assays$RNA@counts ct ct[ct>0]=1 ct 标准的降维聚类分群 代码如下所示；...p2 如下所示： 0-1矩阵的降维聚类分群 如果我们不进行这样的0-1矩阵转换，得到的图表是： 原始矩阵的降维聚类分群 这样的肉眼查看差异还是有点挑战，我们选择如下所示的代码： load(file..._0_1$seurat_clusters)) 有意思的事情是，仍然是可以很大程度维持降维聚类分群结果的一致性哦！...0 675 26 Tcells 2 0 1648 也就是说，我们的单细胞表达量矩阵里面，每个基因在每个细胞的表达量具体是多少其实并不重要...当然了，我说的是在降维聚类分群这个层面，并不是说后续差异分析，细胞通讯，转录因子分析哦！

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    机器学习中的聚类

    它将一组数据分成若干个不同的群组，使得每个群组内部的数据点相似度高，而不同群组之间的数据点相似度低。常用的相似度计算方法有欧式距离法。...聚类算法在现实生活中的应用 用户画像，广告推荐，搜索引擎的流量推荐，恶意流量识别，图像分割，降维，识别 离群点检测。...根据每个类别中的样本点，重新计算出新的聚类中心点（平均值） 计算每个样本到质心的距离；离哪个近，就分成什么类别。...根据每个类别中的样本点，计算出三个质心； 重新计算每个样本到质心的距离，直到质心不在变化 当每次迭代结果不变时，认为算法收敛，聚类完成，K-Means一定会停下，不可能陷入 一直选质心的过程。...对于n个点的数据集，迭代计算 k from 1 to n，每次聚类完成后计算 SSE，SSE 是会逐渐变小的，因为每个点都是它所在的簇中心本身。

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    SpatialCPie：用于空间转录组聚类评估的工具

    新兴的空间转录组（ST）领域的技术发展开辟了一个未经探索的领域，将转录信息置于空间环境中。聚类通常是分析这类数据的核心组成部分。...数据在多种分辨率下进行聚类--即采用不同数量的聚类或超参数设置--从而避免了为分析预先指定单一的超参数集，用户可以自由定义使用哪种聚类算法。...Cluster graph 聚类图（图1，左）是一个可视化的图，可以显示不同分辨率之间的聚类重叠情况。“簇”在图中表示为节点，而边缘则表示连续分辨率中“簇”的重叠程度。...“斑点”s和“簇”k之间的相似度得分定义为： 饼状图将聚类分配关系化，从而有可能识别基因表达的空间趋势 图1 Sub-clustering 在ST数据的典型分析中，经常会出现这样的情况，即组织中的某些部分明显地以低分辨率聚类...流出道的均匀性也很明显；它的大部分“斑点”都表现出与单个聚类(cluster 2)的高度相似性，并且该聚类在颜色空间中与其他聚类明显分离。

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    RNAseq|组学分型-ConsensusClusterPlus（一致性聚类）， NMF（非负矩阵分解）

    肿瘤分型分析是生信文章中的常客，大致是通过将基因的表达量进行聚类或者非负矩阵分解，发现新的亚型，然后对不同亚型的临床特征，免疫特征等进行比较分析，文章末尾简单的列了一些应用。...本文简答的大概介绍一下文献常用的一致性聚类（ConsensusClusterPlus ）和 非负矩阵分解（NMF ）方法 。...二 一致性聚类（ConsensusClusterPlus） 一致性聚类是一种无监督聚类方法，可以利用ConsensusClusterPlus R包完成分析，表达量矩阵准备好之后，代码很简单，如下 con...1，Delta area图 展示每个K和K-1相比，CDF 曲线下面积的相对变化，值越大表明该k值下的聚类效果相比k-1的聚类效果的优度提升更明显。可以用来帮助决定最佳的K值。...1，运行NMF 输入表达量矩阵，在初始不清楚rank选择为多少，可以先设置一个范围 ranks <- 2:10 seed <- 1234 result = nmf(expr2,

    5.3K11

    SpatialCPie：用于空间转录组聚类评估的工具

    新兴的空间转录组（ST）领域的技术发展开辟了一个未经探索的领域，将转录信息置于空间环境中。聚类通常是分析这类数据的核心组成部分。...数据在多种分辨率下进行聚类--即采用不同数量的聚类或超参数设置--从而避免了为分析预先指定单一的超参数集，用户可以自由定义使用哪种聚类算法。...Cluster graph 聚类图（图1，左）是一个可视化的图，可以显示不同分辨率之间的聚类重叠情况。“簇”在图中表示为节点，而边缘则表示连续分辨率中“簇”的重叠程度。...Sub-clustering 在ST数据的典型分析中，经常会出现这样的情况，即组织中的某些部分明显地以低分辨率聚类，对进一步的探索作用不大。...流出道的均匀性也很明显；它的大部分“斑点”都表现出与单个聚类(cluster 2)的高度相似性，并且该聚类在颜色空间中与其他聚类明显分离。 ? ?

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    聚类算法在企业文档管理软件中的应用探索

    聚类算法在企业文档管理软件中有着广泛的应用，可以帮助企业组织和管理大量文档，并提供更高效的检索和浏览功能。...以下是聚类算法在企业文档管理软件中的一些应用探索:文档分类和标签：聚类算法可以将相似的文档自动分组成不同的类别，并为每个类别分配相应的标签。...冗余文档检测：企业通常会产生大量的文档副本和变体，尤其是在协作环境中。聚类算法可以帮助检测和识别冗余文档，帮助用户识别和清理重复或相似的内容，从而提高文档管理的效率。...当用户在文档管理软件中进行搜索时，聚类算法可以根据用户的查询和相关聚类信息提供最相关的结果。这样，用户可以更快地定位到他们需要的文档，而不必浏览大量无关的搜索结果。...因此，在实际应用中，需要综合考虑算法的性能、用户需求和文档特点，选择合适的聚类算法和技术来支持企业文档管理软件的开发和优化。

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    计算矩阵中全1子矩阵的个数

    的 rows * columns 矩阵 mat ，请你返回有多少个 子矩形 的元素全部都是 1 。...思路如下: 利用i, j 将二维数组的所有节点遍历一遍 利用m, n将以[i][j]为左上顶点的子矩阵遍历一遍 判断i, j, m, n四个变量确定的矩阵是否为全1矩阵 代码实现: int numSubmat...在最后判断是否全1的循环中, 如果左上的数字是0, 那必然没有全1子矩阵了 再如果向下找的时候, 碰到0, 那下一列的时候也没必要超过这里了, 因为子矩阵至少有一个0了, 如下图: ?...image-20200710234204779 在向右遍历的时候同理, 这样, 我们就可以确定, 所有遍历到的值都是1, 可以将判断全1的两层循环去掉. nice....想一下, 我们在第四层循环中, 向右遍历, 找的是什么? 是连续1的个数, 如果我们不用向右遍历, 直接就知道了这个连续1的个数, 那是不是就可以把这一层也省了呢?

    2.6K10

    基于非负矩阵分解的单细胞降维聚类分群

    CD4和CD8的T细胞的细分亚群 可以看到，在CD4和CD8的T细胞的各自矩阵内部降维聚类分群，这6个细分亚群都并不是泾渭分明的界限。...我们仍然是以 pbmc3k 数据集 为例子给大家展现一下基于非负矩阵分解的单细胞降维聚类分群 ； library(SeuratData) #加载seurat数据集 getOption('timeout...： DotPlot 然后降维聚类分群可视化 前面的非负矩阵分解相当于是替代了PCA操作，但是它的结果需要导入到seurat对象里面。...非负矩阵分解的其它应用 从上面的演示来看，我们的基于非负矩阵分解的单细胞降维聚类分群特殊性在于，预先就指定了待分解的单细胞亚群数量，而且可以找到每个单细胞亚群的各自的特征基因，而无需走常规的降维聚类分群流程...），得到了 44个 metagenes，但是简单的相关性计算后层次聚类就可以看到其实是 5个基因集。

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    neural-admixture：基于AI的快速基因组聚类

    多头方法允许神经 ADMIXTURE 通过在单个集群中计算多个集群数来进一步加速。此外模型可以存储，从而可以在线性时间内对新数据执行集群分配，而无需共享数据。无需共享训练样本。...发表在NCS上的论文，nature子刊，应该足够权威的。 软件简介 Neural ADMIXTURE 是一种基于 ADMIXTURE 的无监督全局祖先推理技术。...虽然该软件在 CPU 和 GPU 中运行，但我们建议使用 GPU（如果可用）以利用基于神经网络的实现。...软件要求 软件已在 Linux（CentOS 7.9.2009、Ubuntu 18.04.5 LTS）和 MacOS（BigSur 11.2.3、Intel 和 Monterey 12.3.1、M1）上进行了测试...软件的模型架构，总体看分为编码器和解码器，分为单头和多头两种。 快来测试使用一下吧！生信AI化已经是趋势，期待更多的工具和进展，持续关注中！

    9600

    转：聚类算法在企业文档管理软件中的应用探索

    聚类算法在企业文档管理软件中有着广泛的应用，可以帮助企业组织和管理大量文档，并提供更高效的检索和浏览功能。...以下是聚类算法在企业文档管理软件中的一些应用探索:文档分类和标签：聚类算法可以将相似的文档自动分组成不同的类别，并为每个类别分配相应的标签。...冗余文档检测：企业通常会产生大量的文档副本和变体，尤其是在协作环境中。聚类算法可以帮助检测和识别冗余文档，帮助用户识别和清理重复或相似的内容，从而提高文档管理的效率。...当用户在文档管理软件中进行搜索时，聚类算法可以根据用户的查询和相关聚类信息提供最相关的结果。这样，用户可以更快地定位到他们需要的文档，而不必浏览大量无关的搜索结果。...因此，在实际应用中，需要综合考虑算法的性能、用户需求和文档特点，选择合适的聚类算法和技术来支持企业文档管理软件的开发和优化。

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    多分组表达量矩阵的层次聚类和组合pca分析

    在生信技能树公众号看到了练习题在：9个小鼠分成3组后取36个样品做转录组测序可以做多少组合的差异分析，需要读取这个表达量矩阵完成里面的层次聚类和组合pca分析。...表达量矩阵的层次聚类是一种用于分析和可视化基因表达数据的统计方法。...聚合过程：通过递归地合并最相似的基因或样本对，层次聚类构建了一个聚类树，也称为“树状图”或“谱系图”。每次迭代中，最相似的一对聚类被合并成一个新的聚类，然后这个新聚类再与其它聚类比较相似性。...距离计算：在每次合并后，需要计算新聚类与其他聚类之间的距离。常用的距离计算方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、皮尔逊相关系数等。...在基因表达分析中，树状图可以帮助识别具有相似表达模式的基因群，这些基因群可能涉及相同的生物学过程或功能。

    39610

    转：探讨聚类算法在电脑监控软件中的原理与应用

    在电脑监控软件中，聚类算法可以应用于多个方面，包括异常检测、威胁情报分析和用户行为分析等。聚类算法的原理是将一组数据对象划分为不同的组别，使得组内的对象相似度高，而组间的相似度较低。...以下是聚类算法在电脑监控软件中的原理和应用的一些例子：异常检测：聚类算法可以帮助检测电脑系统中的异常行为。通过对正常行为进行建模，聚类算法可以将与正常行为差异较大的数据点识别为异常点。...威胁情报分析：聚类算法可以用于分析和组织大量的威胁情报数据。安全专家可以利用聚类算法将具有相似特征的威胁样本聚类在一起，以便更好地理解威胁的来源、类型和潜在影响。...例如，在一个企业网络中，通过聚类分析可以识别出员工的常规操作模式，从而更容易发现员工的异常行为，比如未经授权的数据访问或敏感信息的泄露。日志分析：聚类算法可以用于分析电脑系统生成的大量日志数据。...总的来说，聚类算法在电脑监控软件中的应用可以帮助识别异常行为、发现威胁、分析用户行为和日志数据，以提高系统的安全性、性能和用户体验。

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    单细胞表达量矩阵全部更改为0-1矩阵居然并不影响降维聚类分群

    ，是稀疏矩阵格式，如下所示： 然后做一个简单的转换： 代码如下所示： ct=pbmc@assays$RNA@counts ct ct[ct>0]=1 ct 标准的降维聚类分群 代码如下所示；...p2 如下所示： 0-1矩阵的降维聚类分群 如果我们不进行这样的0-1矩阵转换，得到的图表是： 原始矩阵的降维聚类分群 这样的肉眼查看差异还是有点挑战，我们选择如下所示的代码： load(file..._0_1$seurat_clusters)) 有意思的事情是，仍然是可以很大程度维持降维聚类分群结果的一致性哦！...0 675 26 Tcells 2 0 1648 也就是说，我们的单细胞表达量矩阵里面，每个基因在每个细胞的表达量具体是多少其实并不重要...当然了，我说的是在降维聚类分群这个层面，并不是说后续差异分析，细胞通讯，转录因子分析哦！

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    比较不同的对单细胞转录组数据聚类的方法

    背景介绍 聚类之前必须要对表达矩阵进行normalization，而且要去除一些批次效应等外部因素。通过对表达矩阵的聚类，可以把细胞群体分成不同的状态，解释为什么会有不同的群体。...不过从计算的角度来说，聚类还是蛮复杂的，各个细胞并没有预先标记好，而且也没办法事先知道可以聚多少类。尤其是在单细胞转录组数据里面有很高的噪音，基因非常多，意味着的维度很高。...这里主要比较6个常见的单细胞转录组数据的聚类包： SINCERA pcaReduce SC3 tSNE + k-means SEURAT SNN-Cliq 所以需要安装并且加载一些包,安装代码如下； install.packages...可以看到简单的PCA也是可以区分部分细胞类型的，只不过在某些细胞相似性很高的群体区分力度不够，所以需要开发新的算法来解决这个聚类的问题。...## 上面的tSNE的结果，下面用kmeans的方法进行聚类，假定是8类细胞类型。

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