knn算法用于分类的原理

knn算法用于分类的原理
KNN算法用于分类的原理
药用辅料标准KNN(K-Nearest Neighbor)算法是一种基本的分类算法,它通过计算待分类样本与训练集中每个样本之间的距离,并选取与待分类样本最近的K个样本作为其邻居,然后通过邻居的标签来确定待分类样本所属类别。下面将详细介绍KNN算法用于分类的原理。
一、KNN算法概述
1.1 KNN算法定义
KNN算法是一种基于实例的学习方法,它通过计算待分类样本与训练集中每个样本之间的距离,并选取与待分类样本最近的K个样本作为其邻居,然后通过邻居的标签来确定待分类样本所属类别。
1.2 KNN算法优缺点太原艾滋病检测
优点:
(1)简单易懂,易于实现;
(2)对于数据分布没有假设,适用于非线性可分问题;
(3)可以处理多类别问题;
(4)适用于大规模数据集。
缺点:
(1)需要保存全部数据集,对存储空间要求高;
(2)计算量大,在大规模数据集上效率低下;
(3)对异常值敏感;
(4)需要确定合适的K值。
二、KNN算法实现步骤
2.1 数据预处理
首先需要对数据进行预处理,包括数据清洗、特征选择、特征缩放等操作。
连战祖籍2.2 计算距离
计算待分类样本与训练集中每个样本之间的距离,常用的距离度量方法有欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离等。
2.3 选取K值
厦门大学门选取合适的K值是KNN算法中非常重要的一步,通常采用交叉验证法来确定最优的K值。
2.4 确定分类标签云南基层网络党建
根据邻居的标签来确定待分类样本所属类别,通常采用多数表决法来确定分类标签。
三、KNN算法原理详解
3.1 KNN算法基本思想
KNN算法是一种基于实例的学习方法,它不需要事先训练模型,而是通过计算待分类样本
与训练集中每个样本之间的距离,并选取与待分类样本最近的K个样本作为其邻居,然后通过邻居的标签来确定待分类样本所属类别。其基本思想可以用下图表示:
![image.png](attachment:image.png)
如上图所示,假设有一个二维数据集,其中红圆形为待分类样本,蓝正方形和绿三角形为已知类别的训练样本。KNN算法首先计算待分类样本与训练集中每个样本之间的距离,然后选取与待分类样本最近的K个样本作为其邻居(如图中所示),最后根据邻居的标签来确定待分类样本所属类别。
3.2 KNN算法距离度量
KNN算法中常用的距离度量方法有欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离等。
(1)欧氏距离
欧氏距离是指在m维空间中两个点之间的真实距离,其计算公式如下:
$$d(x,y)=\sqrt{\sum_{i=1}^{m}(x_i-y_i)^2}$$
其中$x=(x_1,x_2,...,x_m)$和$y=(y_1,y_2,...,y_m)$分别表示两个点在$m$维空间中的坐标。
(2)曼哈顿距离
曼哈顿距离是指在m维空间中两个点之间的城市街区距离,其计算公式如下:
$$d(x,y)=\sum_{i=1}^{m}|x_i-y_i|$$木酢液
(3)切比雪夫距离
切比雪夫距离是指在m维空间中两个点之间的最大坐标差,其计算公式如下:
$$d(x,y)=\max_{i=1}^{m}|x_i-y_i|$$
3.3 KNN算法分类标准
KNN算法中常用的分类标准有多数表决法和加权多数表决法。
(1)多数表决法
多数表决法是指在K个邻居中出现次数最多的类别作为待分类样本的类别。例如,当K=5时,如果5个邻居中有3个属于类别A,2个属于类别B,则待分类样本被归为类别A。
(2)加权多数表决法
加权多数表决法是指在K个邻居中每个邻居的权重与其距离成反比。例如,当K=5时,如果5个邻居中有3个属于类别A,2个属于类别B,并且与待分类样本的距离分别为1、2、3、4、5,则待分类样本被归为类别A的概率为$P_A=\frac{1}{1}+\frac{1}{2}+\frac{1}{3}=1.833$,被归为类别B的概率为$P_B=\frac{1}{4}+\frac{1}{5}=0.45$,因此待分类样本被归为类别A。
四、KNN算法应用场景
KNN算法适用于多种场景,例如:
(1)文本分类
KNN算法可以用于对文本进行分类,例如将新闻文章归为政治、体育、财经等类别。
(2)图像识别
KNN算法可以用于对图像进行识别,例如将手写数字识别为0~9中的某个数字。

本文发布于:2024-09-23 16:28:15,感谢您对本站的认可!

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