KNN 以及tensorflow實現

2021-09-25 22:09:01 字數 2881 閱讀 3323

鄰近演算法,或者說k最近鄰(knn,k-nearestneighbor)分類演算法是資料探勘分類技術中最簡單的方法之一。

所謂k最近鄰,就是k個最近的鄰居的意思,說的是每個樣本都可以用它最接近的k個鄰居來代表。

簡單來說,k-nn可以看成:有那麼一堆你已經知道分類的資料,然後當乙個新資料進入的時候,

就開始跟訓練資料裡的每個點求距離,然後挑離這個訓練資料最近的k個點看看這幾個點屬於什麼型別,然後用少數服從多數的原則, 給新資料歸類。

a:距離度量 b:k值的選擇 c:分類決策的規則

距離度量:

1.歐氏距離是最常見的距離度量,衡量的是多維空間中各個點之間的絕對距離。公式如下:

d is

t(x,

y)=∑

i=1n

(xi−

yi)2

dist(x,y) = \sqrt^}

dist(x

,y)=

i=1∑

n​(x

i​−y

i​)2

​2.曼哈頓距離(manhattan distance),公式如下:

d is

t(x,

y)=∑

i=1n

∣xi−

yi∣dist(x,y) = \sum\limits_^

dist(x

,y)=

i=1∑

n​∣x

i​−y

i​∣

如果k=3,綠色圓點的最近的3個鄰居是2個紅色小三角形和1個藍色小正方形,少數從屬於多數,基於統計的方法,判定綠色的這個待分類點屬於紅色的三角形一類。

如果k=5,綠色圓點的最近的5個鄰居是2個紅色三角形和3個藍色的正方形,還是少數從屬於多數,基於統計的方法,判定綠色的這個待分類點屬於藍色的正方形一類。

k越大,模型越簡單,近似誤差也越大。反之,k越小,模型越複雜,越容易發生過擬合。

分類決策規則:

1.多數表決規則

2.距離加權規則

1.算距離

2.找臨近

3.做分類

import tensorflow as tf

import numpy as np

from scipy import stats

from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data

mnist = input_data.read_data_sets(

"/tmp/data/"

, one_hot=

true

)x_train, y_train = mnist.train.next_batch(

5000

)x_test, y_test = mnist.test.next_batch(

100)

k =3

target_x = tf.placeholder(

"float",[

1,784]

)#target vector

x = tf.placeholder(

"float",[

none

,784])

#matrix of observations to compare to target

y = tf.placeholder(

"float",[

none,10

])#matrix of one-hot class vectors

l1_dist= tf.reduce_sum(tf.

abs(tf.sub(x, target_x)),

1)#euclidean distance. the sum of squared differences between elements, row-wise.

#nn = tf.argmin(l1_dist, 0)

nn = tf.nn.top_k(

-l1_dist, k)

init = tf.initialize_all_variables(

)accuracy_history =

with tf.session(

)as sess:

sess.run(init)

for obs in

range

(x_test.shape[0]

):nn_index = sess.run(nn, feed_dict =

) pred_classes =

for i in

range

(k):

nn_class = np.argmax(y_train[nn_index[1]

[i]]

)#print nn_class

predicted_class = stats.mode(pred_classes)[0

][0]

true_class = np.argmax(y_test[obs]

)print

"true class: "

+str

(true_class)

+", predicted class: "

+str

(predicted_class)

if predicted_class == true_class:1)

else:0

)print

"model was "

+str

(np.mean(accuracy_history))+

"% accurate"

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