有序样品的聚类分析就是对有序样品进行分段的统计方法。对n个有序样品进行分割,就可能有2n-1种划分方法,这每一种分法成为一种分割。在所有的这些分割中,有一种分割使得各段内部之间差异性最小,而短语段之间差异性最大。这种对n个样品分段并使组内离差平方和最小的分割方法,成为最优分割法。
有序聚类算法是一种在数据分析和统计学中用于对有序数据进行分段的统计方法,尤其适用于处理具有排序特征的数据集。这种算法的目标是找到最佳的分割方式,使得每个分割后的子段内部差异最小,而不同子段之间的差异最大化。在这个过程中,通过计算离差平方和来评估分割的效果,寻找最优分割法。
在提供的代码示例中,我们看到几个关键的MATLAB函数,用于实现有序聚类算法:
1. `std1.m`:这是一个用于矩阵标准化的函数。标准化是预处理步骤,确保所有数据在同一尺度上,增强算法的性能。通过计算每列的最大值和最小值,然后用数据减去最小值并除以最大值与最小值之差,将数据转化为0-1区间内的标准分数。
2. `range1.m`:此函数计算矩阵的极差矩阵,即每个子序列(子列)的最大值与最小值之差。极差矩阵反映了数据在各个子序列内的变化范围,对于评估分割的合理性至关重要。
3. `divi.m`:这是核心的最优K分割代码。它使用递归策略来寻找最佳的分割点。`divi`函数首先计算了所有可能的分割点组合,并根据前i个样品的第j次分割点计算分割后的离差平方和。然后,它选择使分割后离差平方和最小的分割点作为最优分割。
4. `sect.m`:这个函数用于直接对给定的样品矩阵进行分割,返回最优n分割的分割点号。
5. `fsect.m`:此函数处理从文件读取的数据,与`sect.m`类似,但接受一个文件名作为输入,读取数据后进行分割。
在实际应用中,有序聚类算法可以用于各种场景,如市场细分、生物信息学中的基因表达数据分析、时间序列数据的聚类等。通过这些函数,我们可以对给定的有序数据进行预处理,计算极差矩阵,然后找出最佳的分割方案,从而得出具有最小内部差异和最大外部差异的子群。这些子群可以代表不同的类别或模式,有助于我们理解数据的内在结构和规律。