聚类算法(三)—— 评测方法1

tech2022-11-05  141

聚类相关:

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机缘巧合,写了个聚类算法 聚类算法(四)—— 基于词语相似度的聚类算法

用在一些任务上效果还不错,然鹅组长让我来个评测… 拖了好久拖不掉了,就调研了一番,发现目前对于聚类算法的评测有很多,比较杂乱,进行了相关整理。

聚类算法评测指标-调研

大体分为两种,一种是内部质量评价标准,主要是无分类标签的数据集进行评价,另外一种是外部质量评价标准,主要是基于已知分类标签数据集进行评价的。

内部评测指标

轮廓系数

CH指标

簇的凝聚度

簇的邻近度

Davies-Bouldin Index(DBI)

Dunn Index(DI)

外部评价指标

RI

ARI

AMI

Homogeneity,Completeness and V-measure

FMI(Fowlkes-Mallows index)

Jaccard Coefficient(JC,又称 Jaccard Index)

Dice Index(DI)

熵 “熵”,是信息论中最重要的基础概念。熵表示一个系统的有序程度,而聚类问题的性能评估,就是对比经过聚类算法处理后的数据的有序程度,与人工标记的类别的有序程度之间的差异。

纯度

F-measure

参考

http://www.360doc.com/content/19/0818/20/99071_855719345.shtmlhttps://blog.csdn.net/darkrabbit/article/details/80378597#%E8%81%9A%E7%B1%BB%E6%80%A7%E8%83%BD%E8%AF%84%E4%BC%B0clustering-evaluation-and-assessmenthttps://www.cnblogs.com/czhwust/p/mlclusterpre.htmlhttps://blog.csdn.net/howhigh/article/details/73928635

评测

评测了两个领域和一份人工修改的测试数据效果评测指标: 目前尝试了RI、ARI、FMI、JC、DI评测内容为标注数据和预测数据的交集(不考虑未分类数据)p=a/(a+b) r=a/(a+c)

领域1:

predict word number: 4423 label word number: 913 intesection keywords num: 530 count number: a:168 c:3002 b:214 d:136801 count number: e:3170 f:382 RI: 0.9770588864714485 ARI: 0.0879865819838716 FMI: 0.15266798345293525 JC: 0.04964539007092199 DI: 0.0945945945945946 p:0.4397905 r:0.0529968

领域2: 标注文本为在聚类基础上修改得到,合并多个类别操作较多

predict word number: 1378 label word number: 1101 intesection keywords num: 1020 count number: a:2629 c:14815 b:39 d:502207 count number: e:17444 f:2668 RI: 0.9714175758625334 ARI: 0.25201146024869014 FMI: 0.38536709970334326 JC: 0.1503746496596694 DI: 0.2614359586316627 p:0.985382 r:0.15376706

测试文本: 随机拆分了两个类别

predict word number: 53 label word number: 53 intesection keywords num: 53 count number: a:197 c:234 b:0 d:947 count number: e:431 f:197 RI: 0.8301886792452831 ARI: 0.5364204896703423 FMI: 0.6760743791368595 JC: 0.45707656612529 DI: 0.6273885350318471 p: 1 r:0.457076

然鹅发现这些评测结果很有问题,不能真实反应聚类效果

采用sklearn现有的评测函数,测试了ARI, AMI, homogeneity(同质性)、completeness(完整性)、V_measure(同质性 完整性的调和平均) 参考link

领域1效果:

precision:0.4397905759162304 recall:0.05299684542586751 F-value:0.0945945945945946 AI:0.09016933565958538 AMI:0.11718068476365424 homogeneity:0.9278907479038653 completeness:0.6445827656718868 V-measure:0.7607153689541823

领域2效果:

precision:0.9853823088455772 recall:0.1507108461362073 F-value:0.2614359586316627 ARI:0.25479951504029247 AMI:0.4344109852617058 homogeneity:0.9934320435230544 completeness:0.6595710067268064 V-measure:0.792786163294891

测试文本:

precision:1.0 recall:0.45707656612529 F-value:0.6273885350318471 ARI:0.5364204896703423 AMI:0.6328650659598968 homogeneity:0.9999999999999997 completeness:0.6891475031119095 V-measure:0.815970780340137

Kmeans评测

领域1效果:

100类别

ARI:0.18214504063444517 AMI:0.28122221726422314 homogeneity:0.7003464825027328 completeness:0.6357110634314752 V-measure:0.6664653158348756

150类别

ARI:0.16713785084206045 AMI:0.25041822670490227 homogeneity:0.7621434666403422 completeness:0.6425861265572681 V-measure:0.6972769997598411

200类别

ARI:0.16489524542777634 AMI:0.2202800977107914 homogeneity:0.8126973974575826 completeness:0.6466140132305084 V-measure:0.7202047785869827

500类别

ARI:0.01503979908827144 AMI:0.021126987667133466 homogeneity:0.9911582797357518 completeness:0.6340129877627932 V-measure:0.7733427668190755

领域2效果: 100类别

ARI:0.21799501897622525 AMI:0.4320657182935456 homogeneity:0.7309777094163977 completeness:0.6011322647705336 V-measure:0.6597267409944254

150类别

ARI:0.19593710970495748 AMI:0.38106846285841933 homogeneity:0.778365354949881 completeness:0.5883676184964978 V-measure:0.6701601250714393

200类别

ARI:0.15677106944442937 AMI:0.33947097014199384 homogeneity:0.8192739577969507 completeness:0.5807453634437717 V-measure:0.6796899802199217

500类别

ARI:0.08497808163761142 AMI:0.20475022500842785 homogeneity:0.932237871523388 completeness:0.5596251372376134 V-measure:0.6993989980657189

Kmeans 一大缺点就是需要设置类别,调整看效果

评测指标 原理详述

参见 聚类算法(三)—— 评测方法2

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