Урок2
.pdf1
Системный анализ и моделирование
Урок 2.
Тема «Классификация объектов по одному и более
признаку»
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
2
Теоретическая часть
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
3
Основные понятия
Классификация – разделение рассматриваемой совокупности объектов или явлений на однородные группы.
Термин «классификация» используют, в зависимости от контекста, для обозначения, как самого процесса разделения, так и его результата.
Классификация связана с терминами, как группировка, типологизация,
систематизация, дискриминация, кластеризация, и является одним из основополагающих в практической и научной деятельности человека.
Множество объектов с похожими свойствами соответственно называется образом,
классом, кластером или таксоном.
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
4
Постановка задачи классификации
Задача классификации объектов заключается разбиении всей анализируемой
совокупности |
|
объектов |
O O |
N , |
характеризуемых |
|
набором |
свойств |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X {X |
n1 |
,...,X |
n P |
}N |
, на сравнительно небольшое число однородных, в определенном |
|
|||||||||||
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
смысле, групп или классов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Пусть N количество |
объектов (n 1,...,N) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Номер |
|
Номер свойства |
|
||||||||||||
P количество |
свойств(p 1,...,P) |
|
|
объекта |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
1 |
2 |
… |
P |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Xn (Xn1,Xn2 ,...,Xnp ), |
n 1,...,N – вектор свойств |
1 |
|
X11 |
X12 |
… |
X1p |
|
|||||||||
2 |
|
X21 |
X22 |
… |
X2p |
|
|||||||||||
|
объекта n |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M – количество классов / групп |
|
|
|
N |
XN1 |
XN2 |
… |
XNp |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТОГДА m {n {1,...,N}: (xn) }, m 1,...,M – классификация объектов, при метрике nm (xn,xm).
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
5
Постановка задачи классификации
Свойства кластеров:
M
1) Полнота: m {1,...,N}
m 1
2) Непротиворечивость: m l ,m l
Исходная группа объектов |
Класс 1 |
Класс 2 |
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
6
Пример классификации в двумерном пространстве
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
7
Сферы практического использования
1. Медицинская диагностика – распознавание в режиме с обучением. Один класс – признаки какой-то одной болезни. Постановка диагноза новому пациенту – отнесение его к одному из имеющихся классов по совокупности признаков, характеризующих состояние его организма.
2. Классификация людей по внешним признакам, классификация растений, животных
– классификация без обучения, в режиме самообучения.
3.Распознавание текстов. Среди множества образцов рукописных текстов выделить образцы, написанные одним и различными почерками, – классификация с частичным обучением.
4.Сегментирование рынков, выявление территориальных алгомераций, зонирование территории по степени риска и т.д.
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
8
Примеры кластеров
Галактические кластеры
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
9
Примеры кластеров
Биофизические кластеры
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |
10
Примеры кластеров
Кластеры в экономике
Е.В. Понькина, 2013 |
Алтайский государственный университет |