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基于KNN的分类算法概念与原理
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2024-03-13
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使用KNN能解决哪些问题: 1.分类问题:将数据集中的样本分为不同的类别。例如,可以使用KNN算法对肿瘤数据进行分类,将肿瘤分为恶性和良性,从而制定精准治疗方案。 2.回归问题:预测一个连续变量的值。例如,可以使用KNN算法对房价数据进行回归,预测房价的价格。 3.推荐系统:根据用户的历史行为和偏好,推荐相似的物品或服务。 4.图像识别:根据图像的特征,将图像分类为不同的类别。 5.文本分类:根据文本的特征,将文本分类为不同的类别。 总之,KNN算法可以用于解决很多分类和回归问题,以及推荐系统、图像识别和文本分类等应用场景。
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1. KNN 基础知识
1.1 KNN 算法原理
KNN 算法的核心思想是,如果一个样本在特征空间中的 K 个最相邻的样
本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别,并具有这个类别上
样本的特性。该方法在确定分类决策上只依据最邻近的一个或者几个样本的类
别来决定待分样本所属的类别。KNN 方法在类别决策时,只与极少量的相邻样
本有关。
由于 KNN 方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法
来确定所属类别的,因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN
方法较其他方法更为适合。
1.2 KNN 算法的技术特点
KNN 算法是一种基于实例的学习方法,其技术特点如下:
i. 非参数化:KNN 算法不对数据分布做任何假设,因此可以适用于
各种类型的数据。
ii. 懒惰学习:KNN 算法是一种懒惰学习方法,即在训练阶段不进行
任何计算,只是简单地存储训练数据,直到需要进行分类或回归时才进行
计算。
iii. 适用于多分类和回归问题:KNN 算法可以用于多分类和回归问
题,对于分类问题,采用多数表决法,对于回归问题,采用平均值法。
iv. 对异常值不敏感:KNN 算法对异常值不敏感,因为它是基于距离
计算的,而异常值的距离通常比较远。
v. 需要大量存储训练数据:KNN 算法需要存储所有的训练数据,因
此对于大规模数据集来说存储和计算成本会很高。
vi. 对样本分布敏感:KNN 算法对样本分布敏感,如果训练数据集中
某些类别的样本数量较少,那么 KNN 算法可能会出现分类错误的情况。
1.3 KNN 算法流程
KNN 的算法核心流程如下:
Step1 计算新实例与已知实例(原始数据集中点)之间的距离;
Step2 选取与新实例距离最小的 k 个点;
Step3 统计新实例 k 个“最近邻”的类别出现频次;
Step4 将近邻中频次最高的类别作为新实例预测类别;
1.3.1 数据处理
加载数据和预处理:从文件或数据库中读取数据集,并对数据进行预处
理,如缺失值填充、标准化等。
特征选择和降维:对数据集进行特征选择和降维,以提高 KNN 算法的性
能和效率。
数据集划分:将数据集划分为训练集和测试集,通常采用交叉验证等方法
进行划分。
1.3.2 模型训练
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korgs
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