层次聚类的直观定义
视频首先回顾普通聚类:将相似且彼此接近的数据点归入同一簇,而距离较远的点则分属不同簇。随后将“层次”解释为一种序列化的连接关系,类似于家族继承链那样逐层 attach。也就是说,层次聚类不仅关注“哪些点彼此相似”,还关注“簇与簇之间如何进一步组织”。
Gate Smashers · YouTube · 6:06
本片段是层次聚类课程的导入部分。讲师先用印地语回顾普通聚类的直观含义,再将“层次”解释为簇之间的序列化连接,并用家族继承作类比。随后以电商客户分群为例,说明统一折扣不如按消费偏好先聚类、再细分层级有效。片段最后引出层次聚类的两种方法名称:凝聚型(agglomerative)与分裂型(divisive),并开始解释凝聚型与聚合(aggregation)的关系,但完整算法说明尚未展开。 本节时长120秒,介绍了层次聚类的两种类型——凝聚式聚类与分裂式聚类。凝聚式聚类被称为自底向上法,即各个独立的数据点依据彼此接近程度逐步合并;分裂式聚类被称为自顶向下法,即所有点最初属于同一个簇,随后逐步划分。接着,以小示例\{1,5,8,10,19,20\}说明邻近性矩阵的概念,以及如何合并距离最小的一对:先合并(19,20),再合并(8,10),从而使单元数量由6变为4。 这段 120 秒的白板课用六个一维点 1,5,8,10,19,20 演示层次聚类。前半段先展示凝聚式:从已有子簇 (8,10) 和 (19,20) 出发,逐步合并成 (5,(8,10))、(1,(5,(8,10))),最后得到根簇 ((1,(5,(8,10))),(19,20))。后半段展示分裂式:从全集 (1,5,8,10,19,20) 开始,自上而下拆成 (1,5,8,10) 与 (19,20),再继续拆到单点。结尾讲师将这种树状图命名为树状图(dendrogram),并提到可使用 Python 的 scipy 库创建。 本6秒片段是分层聚类讲解的结尾。讲师用印地语提醒观众记下内容,以便面试中被问到时能够轻松作答。白板上静态显示“分层聚类”、“凝聚式与分裂式”,并有左右两组树状图,包含样本数字1、5、8、10、19、20以及若干括号簇。片段内没有新的公式、推导或例题步骤。
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依据视频画面与讲解整理,并非逐字语音转写。
这一片段首先建立层次聚类的直觉。讲师先回到普通聚类:如果若干数据点彼此相似、距离较近,就把它们放进同一个簇;如果不接近,就分到不同簇。这里的关键词是“相似性”和“分组”。
接着,讲师解释“层次(hierarchy)”不是再多做几次普通聚类,而是在簇之间继续建立顺序化、层层连接的关系。他用的类比是家族继承链:祖先到父母,再到孩子。这个类比的作用是把抽象的“层次”说成一种可感知的上下级连接结构。
然后视频转入动机说明:为什么现实中需要这种层次关系。讲师举电商网站的例子,说平台上有大量消费者,有人更常买衣服,有人更常买电子产品,有人更常买日用品。若只是笼统地把所有人看成一个大群体,再给统一优惠,就缺少针对性。
讲师特别批评了“सबको 50% off”这种做法。它并非完全无效,但没有形成真正的目标受众,也没有根据客户行为模式去工作。这里的数学含义是:一次性平面聚类只能回答“谁和谁像”,却不足以表达“这些相似群体内部还能怎样继续组织”。
更好的做法是先按消费偏好形成簇,再在这些簇之上建立层次结构。也就是说,先识别出更偏衣服、更偏电子、更偏日用品的人群,然后再针对不同群体设计不同折扣。视频借此强调,层次聚类的价值在于帮助建立簇之间的关系,而不是只停留在单层分组。
在片段末尾,讲师正式引出层次聚类的两种创建方式:凝聚型(agglomerative)与分裂型(divisive)。幻灯片上也同时写着这两个术语。讲师口头把凝聚型与聚合(aggregation)联系起来,暗示它是把原本分散的数据点逐步聚合起来的过程;但关于凝聚型的完整定义和分裂型的具体解释,本片段在刚起步时就结束了。
本节从层次聚类的两种主要视角开始。黑板上显示标题“层次聚类”及要点“凝聚式与分裂式”。讲解者指出,在凝聚式方法中,点依据其邻近程度被逐一合并;该过程也称为聚合。
随后明确方向差异:凝聚式是自底向上的,因为初始时所有点彼此分离,随后逐步向上合并;而分裂式则相反,是自顶向下的,因为初始时所有点被视为一个簇,再逐步将其划分。
为阐释该概念,引入一个小型示例。黑板上写出六个数值型数据点:1, 5, 8, 10, 19, 20。其目的在于表明:初始时每个点自身即为一个独立单元。
下一步是构建邻近度矩阵。讲解者说明,通过该矩阵可获知数据点之间的相互差异或距离。黑板上为1、5、8写出部分表格,其中包含0、4、7、3、6等条目。这表明:在合并前必须先计算所有成对距离。
同时指出,欧几里得距离公式也可使用,且存在多种方法。换言之,此处并未强制规定仅能使用某一种距离公式;但在本示例中,采用的是数值间差值的简单形式。
接着介绍凝聚式流程的选取规则:将距离最小的一对点归入同一簇。在本示例中,19与20之间的距离为1,且被标示为最小,因此第一次合并为(19,20)。
随后,次小的距离出现在8与10之间,其值为2,因此第二次合并为(8,10)。依此顺序,黑板上目前剩余四个独立单元:1、5、(8,10) 与 (19,20)。
最后,讲解者强调计数:最初共有六个项目,经过两次合并后,现在剩下四个。这简要展示了凝聚型聚类的基本过程——每次合并都会减少簇/单元的数量,而原始数据点保持不变。
片段一开始,白板上已有标题“层次聚类”和副标题“凝聚式与分裂式”。左侧底部标出六个样本点 ,且已预先画出两个子簇 与 。讲师接着解释,当前应将距离更近的对象继续合并,于是把 并入 ,并在树上写出 。此处的重点并非仅合并两个原始点,而是允许“点”与“已有簇”进一步组合成更大的簇。
下一步,讲师继续向上构造,把 并入刚得到的簇,写成 。这样左侧分支便形成了从单点到多层簇的嵌套结构。随后他指出,此时整体上只剩下两大块:一块是 ,另一块是 。
最后一步是将这两个大簇合并为根节点,板书写成 。至此,左侧完整展示了凝聚式层次聚类的自底向上过程:从分散的点出发,经过若干次合并(combine),最终得到一棵覆盖全部样本的层次树。
接着讲师转到右侧,开始讲解 divisive 方法。与左边相反,这里不从单个点出发,而是先把所有样本看成一个整体簇。然后第一次分裂把这个全集分成和。这一步在画面上表现为从顶部一个大节点向下分出两个分支。
之后继续细分:被拆成和,再拆成和,最后拆成和。右侧因此展示了 divisive 层次聚类的自顶向下过程:从一个总簇出发,逐步 split,直到回到单个样本。
讲师在这里明确总结两种方法的根本区别:agglomerative 是自底向上,divisive 是自顶向下。虽然方向相反,但本例中它们描述的是同一组嵌套关系,所以左右两棵树在层级内容上可以互相对应。
最后,讲师在左侧树旁写下“Dendrogram”,并解释这种层次聚类得到的树状图就叫 dendrogram。他把 dendrogram 类比成折线图、图表、直方图一类的图形表示,强调它是一种可视化工具,用来展示簇的嵌套结构。
片段末尾,讲师补充了一个实现层面的提示:在 Python 中可以使用 scipy 库来创建这种结构。这里没有给出代码或具体函数名,只是说明 dendrogram 不仅能在白板上手工画出,也能用现成工具生成。
片段开头,讲师站在白板前做结束性提示,说:“नोट कर लेना इंटरव्यूज में कहीं पे भी आपसे पूछते हैं आप इजीली आंसर दे सकते हो थैंक यू。”这句话的功能是提醒学习者记录本节内容,而不是引入新的数学定义或推导。
白板上的可见主题是“分层聚类”,并列出“凝聚式与分裂式”两类方法。左侧是一棵以样本点为叶节点的树状图,底部可见数字1、5、8、10、19、20;右侧是另一组树状聚类结构,顶部附近可见集合(1,5,8,10,19,20),下方分支包括(1,5,8,10)、(19,20)、(5,8,10)、(8,10)等。
在这6秒内,图形未继续绘制或变化,因此仅能确认画面展示了分层聚类的树状图表示以及凝聚式与分裂式两类方法的对比主题;具体的凝聚式合并顺序、分裂式划分规则、距离度量或簇选择标准均未在本片段中口头说明。
视频首先回顾普通聚类:将相似且彼此接近的数据点归入同一簇,而距离较远的点则分属不同簇。随后将“层次”解释为一种序列化的连接关系,类似于家族继承链那样逐层 attach。也就是说,层次聚类不仅关注“哪些点彼此相似”,还关注“簇与簇之间如何进一步组织”。
讲师以电商客户分群为例说明动机:若对所有客户统一给予50%的折扣,虽可能产生一定效果,却未能精准触达目标人群。更优的方式是先按消费偏好进行聚类,再在不同簇上进一步构建层级结构,从而针对不同群体提供差异化优惠。这表明层次结构有助于表达簇与簇之间的关系。
片段末尾给出层次聚类的两种方法名称:agglomerative 与 divisive。讲师将 agglomerative 口头关联到 aggregation,意指将原本分散的数据点逐步聚合;divisive 在本片段中仅被提及,尚未展开定义。
本节将层次聚类分为两种方法:凝聚型(agglomerative)和分裂型(divisive)。凝聚型被称为聚合型/自底向上方法,即依据各数据点之间的接近程度,逐个将彼此分离的点合并;分裂型被称为基于划分的/自顶向下方法,即首先将所有点视为一个簇,再逐步将其进一步划分。
邻近矩阵是一张表格,其中记录了数据点两两之间的差异或距离。示例中列出了1、5、8的部分条目:1与1之间为0,1与5之间为4,1与8之间为7,5与8之间为3。讲解者还指出,也可使用欧氏距离公式,且存在多种方法。
在凝聚型聚类中,初始时每个点各自构成一个簇;随后选择距离最小的一对进行合并。示例中,19与20之间的距离为1,因此它们首先组成(19,20);之后,8与10之间的距离为2,因此它们组成(8,10)。
在给定数据集\{1,5,8,10,19,20\}上展示了两个合并步骤:第一步因最小距离1而合并(19,20),第二步因距离2而合并(8,10)。经过这两次合并后,剩余单元为\{1,5,(8,10),(19,20)\},即数量由6变为4。
每次凝聚型合并都将两个独立单元合并为一个簇。因此,当形成(19,20)和(8,10)后,六个原始点就缩减为四个当前单元。本节明确指出:最初总共有六个项目,现在剩下四个。
视频用六个一维点说明,层次聚类就是把样本组织成嵌套簇的过程。它可以不断合并,也可以不断拆分,最终形成一棵树状层级结构。
左侧演示 agglomerative 方法。先从已有子簇和出发,再把并入得到,然后把并入得到,最后与合并成根簇。其核心是每一步都把两个现有对象合成更大的簇。
右侧演示 divisive 方法。开始时把所有点视为一个整体簇,然后先分成与,再依次把较大的簇拆小,直到得到单个样本。其核心是每一步都分裂一个现有簇。
视频强调凝聚型(agglomerative)和分裂型(divisive)聚类都属于层次聚类(hierarchical clustering),但方向相反:前者自底向上(bottom-up),后者自顶向下(top-down)。就本例而言,两种方法描述的是同一组嵌套簇关系,只不过一个从叶子节点向根节点构造,另一个从根节点向叶子节点拆解。
讲师将这种层次聚类所得的树状图命名为树状图(dendrogram)。它用分支表示簇之间的包含与分离关系,是观察层级结构的可视化工具。
片段最后提到,Python 中的 scipy 库可用于构建此类层次聚类结构。视频未展开具体函数或代码,仅给出工具层面的提示。
本片段为课程结尾,讲师提醒观众记录相关内容,以便在面试中遇到相关问题时能够作答。白板上显示的主题是‘分层聚类’,并列出了‘凝聚式’与‘分裂式’两类方法。画面中包含左右两组树状图,样本点用数字1、5、8、10、19、20标识,簇则以括号集合形式表示。由于片段仅持续6秒且图形保持静态,故未包含任何新推导、公式或例题步骤。
按知识点查看条件、步骤和证据。补充解释与视频直接内容分别标明。
说道:取一小段数据,按顺序数出1、5、8、10、19、20。
在白板底部一行写下六个数:1、5、8、10、19、20。
\{1,5,8,10,19,20\}
例如,取一个一维数据集;其中每个数代表一个独立的数据点。
初始状态下,每个元素自身构成一个簇。
说道:先构建 proximity matrix(邻近度矩阵),再从中找出两两之间的差异。
右上方为1、5、8所对应的子矩阵:第一行是0、4、7;第二行是4、0、3;第三行是7、3、6。
未展示完整的矩阵;仅显示含1、5、8的部分。
P
proximity matrix 即记录各数据点之间成对距离的表格。
本视频中,距离被解释为数字之间的绝对差值。
说道:将距离最小的一对直接归入同一簇,因此19和20组成了一个簇。
在19和20上方画出方括号,并写为(19,20)。
(19,20)
由19和20合并形成的第一簇。
合并后,这是由两个原始点组成的一个簇。
表示已将8和10合并为另一个簇。
在8和10上方加括号,记作(8,10)。
(8,10)
由8和10构成的第二个合并簇。
合并后,这是由两个原始点组成的一个簇。
表示最初共有六个项,现在剩下四个。
聚类后,板上剩余的单元为1、5、(8,10)、(19,20)。
经过两次合并操作后,独立单元的数量从6减少至4。
该计数展示了凝聚式过程中的簇数量递减。
白板上持续可见标题“层次聚类”和项目符号“自底向上合并 & 自顶向下分裂”。
本片段讲解的主题名称:层次聚类。
白板标题,贯穿整个片段始终使用
标题下方写有“自底向上合并 & 自顶向下分裂”。
讲师在00:00:59之后明确把左侧过程称为自底向上合并,把右侧过程称为自顶向下分裂。
层次聚类的两种相反构造方式:自底向上合并,或自顶向下分裂。
白板副标题
左下树形图底部可见数据点1, 5, 8, 10, 19, 20。
右上还有一组手写数字矩阵样内容,但本片段内未被用于后续推导。
右上角矩阵在本片段中没有被口头解释,其用途待核验。
1,5,8,10,19,20
示例数据集的六个观测点,用于演示层次聚类树。
示例数据点集合
左侧已有括号标注(8,10),表示8与10已先合并成一个簇。
讲师说“जिसमें 8 और 10 तो already था ही पहले”,确认该簇先前已存在。
(8,10)
由点8和10组成的初始子簇。
凝聚过程中的中间簇
左侧另一分支标注(19,20)。
讲师在最后合并时说“दूसरा cluster क्या आ गया 19 且 20 वाला”。
(19,20)
由点19和20组成的另一个子簇。
凝聚过程中的中间簇
讲师在(8,10)上方写出(5,(8,10))。
讲师说“5 और 8 को इस तरीके से combine कर दिया”,随后把它描述为更大的簇。
口头表述提到5和8,但板书实际合并对象是5与簇(8,10)。
(5,(8,10))
把点5并入已有簇(8,10)后形成的新簇。
凝聚过程中的中间簇
讲师继续向上写出 (1,(5,(8,10)))。
讲师说 “1 和所有这些点”,并把它称为新簇。
(1,(5,(8,10)))
将点 1 并入簇 (5,(8,10)) 后形成的更大簇。
凝聚过程中的中间簇
讲师说本节要解释层次聚类(hierarchical clustering),并先回顾普通聚类:把相似、彼此接近的数据点放进同一个簇,把不接近的点分到不同簇。
讲师接着解释“层次”(hierarchy)的含义:像序列一样,一层层连接,并用继承关系作类比,例如祖父母 → 父母 → 子女。
幻灯片标题写着“层次聚类(Hierarchical clustering)”,下方项目符号写着“凝聚型(Agglomerative)与分裂型(Divisive)”。
视频先把普通聚类定义为:相似且彼此接近的数据点归入同一簇,不相似的点归入不同簇。随后把“层次”解释为一种序列化的、逐层连接的关系结构,而不是只给出一次性的平面分组。讲师用家族继承链作类比,强调簇之间还可以继续形成上下级关系。
讨论对象是数据点之间的相似性与分组关系
这里的“层次”指簇之间可以继续按层级组织
讲师从商业视角(business point of view)出发,举例电商网站拥有大量消费者(consumers/customers),他们分别更常购买服装、电子产品、杂货。
讲师批评“सबको 50% off”这种统一优惠缺乏目标受众,效果有限。
讲师提出更好的做法是先按消费偏好建立簇,再构建层次结构,对不同群体给予不同比例的折扣。
视频用电商场景说明为什么需要层次聚类:如果只对全体客户统一打折,缺少针对性;若先按消费行为把客户分成不同簇,再在这些簇内部继续细分,就能针对不同群体设计不同优惠。这里强调的核心不是单一聚类结果,而是簇之间的关系组织方式。
示例场景为电商客户分群
目标是形成更有针对性的目标受众分组
讲师说“那么这里您可以用两种方式来创建:一种是凝聚型(agglomerative),另一种是分裂型(divisive)。”
幻灯片项目符号明确写着“凝聚型与分裂型”。
讲师进一步解释“凝聚型(agglomerative)的意思就是聚合(aggregation)”,并指出所有数据点最初彼此分离,随后开始说明依据什么进行聚合,但该句子在片段结束前未说完。
讲师对凝聚型的完整定义在120秒处被截断,后续具体算法步骤未出现在本片段内。
视频在本片段末尾正式给出层次聚类的两种创建方式:凝聚型与分裂型。讲师口头将凝聚型与聚合联系起来,暗示其思路是把原本分散的数据点逐步聚合起来;分裂型一词虽被点名,但其定义在本片段内尚未展开。
属于层次聚类的两种构建路径
本片段只完成命名与初步提示,未给出完整算法流程
标题为“层次聚类”。
项目符号中写着“凝聚式与分裂式”。
讲解者将这两种类型分别称为自底向上和自顶向下。
本节将层次聚类分为两类:凝聚型(也称为聚合型/自底向上法)和分裂型(也称为划分型/自顶向下法)。在凝聚型中,所有彼此分离的数据点依据其邻近程度逐一合并;在分裂型中,所有数据点最初属于同一簇,随后被逐步划分。
视频中仅提供了概念性介绍。
本节未介绍任何正式算法或连接准则。
讲解者指出,首先构建邻近度矩阵。
讲解者指出,通过该矩阵可识别各数据点之间的差异。
为1、5、8写出部分距离表。
完整的矩阵未在黑板上列出。
邻近度矩阵是一张记录数据点两两之间差异或距离的表格。示例中写出了1与1之间为0,1与5之间为4,1与8之间为7,5与5之间为0,以及5与8之间为3。讲解者指出,也可使用欧几里得距离公式,且存在多种方法。
此处示例基于一维数值型数据。
视频中列举了多种距离度量选项,但未给出形式化推导。
表示将距离最小的点归为一个簇。
首先形成(19,20)簇,然后形成(8,10)簇。
表示最初共有六个物品,现在剩下四个。
本节未说明新的簇间距离如何更新。
本节将凝聚型聚类解释为:初始时所有点各自独立,随后将距离最小的一对点合并为一个簇。示例中,19与20之间的距离为1,因此它们首先合并;之后,8与10之间的距离为2,因此它们合并。每次合并都会减少独立单元的数量。
初始时,每个数据点自成一个簇。
合并的选择基于距离最小的一对点。
本节未详细说明连接规则。
白板标题为“层次聚类”。
讲师在00:00:59之后总结说可以用这种方式创建“层次聚类”。
本片段把层次聚类理解为一种把数据点逐步组织成嵌套簇的方法:既可以从单个点不断合并,也可以从整体不断拆分,最终形成树状层级结构。
需要一个可用于比较距离或相似性的数据集
视频通过六个一维示例点进行演示
讲师反复使用“合并”一词来描述将两个对象组合成一个簇的过程
左侧的树状图从底部的点1、5、8、10、19、20开始,逐层向上合并至根节点
讲师在00:01:04左右明确说道:“就像我在凝聚式方法中所做的那样,因为我从底部出发,向上进行”
凝聚式方法从各个单独样本出发,依据当前最近的距离关系逐步合并簇,直至所有样本被归入同一个根簇。视频中用(8,10) → (5,(8,10)) → (1,(5,(8,10))) → ((1,(5,(8,10))),(19,20)) 展示这一过程
自底向上构建
每一步都将两个现有对象或簇合并为一个更大的簇
右侧从(1,5,8,10,19,20)开始,向下拆分为(1,5,8,10)与(19,20),并继续拆分
讲师说:“如果你采用分裂式方法……首先……整体是分开的……然后在此之后……再进一步拆分”
讲师在00:01:34左右总结道:“某种意义上,这里是从上到下,而那边是从下到上”
分裂式方法从包含全部样本的一个大簇开始,逐步把簇拆成更小的子簇,直到回到单个样本。视频右侧演示了 (1,5,8,10,19,20) 先分成 (1,5,8,10) 和 (19,20),再把前者继续拆成 1、(5,8,10),继而拆成 5、(8,10),最后拆成 8 和 10。
自顶向下构造
每一步将一个现有簇分裂为若干更小的簇
讲师在左侧树旁写下“Dendrogram”。
讲师说:“我们称它为 dendrogram……就像折线图、图表……直方图一样,这种结构我们称为 dendrogram。”
视频将层次聚类所得的树状结构称为 dendrogram。它用分支和节点表示簇的嵌套关系,使合并或分裂过程可视化。
用于表示层次聚类的树状结构
讲师说:“Python 中有一个 scipy 库,您可用它来创建该图。”
视频未给出具体函数名或代码示例。
讲师补充说明,Python 中的 scipy 库可以用来创建这种层次聚类结构。此处只是工具提示,没有展开实现细节。
在 Python 环境中使用
视频未给出具体 API 调用
表示凝聚型聚类将自底向上进行,因为底部所有点彼此分离。
表示分裂型聚类意为基于划分,且采用自顶向下的方法。
凝聚型聚类是自底向上的:根据点之间的接近程度,逐步将彼此分离的点合并。分裂型聚类是自顶向下的:所有点最初属于同一个簇,然后被逐步划分。
视频中对这两种方法进行了对比性介绍。
讲解员所列举的所有示例情形。
讲解员指出,将距离最小的两点放入同一个簇中。
19和20首先被归入同一个簇。
该规则在此小节中通过示例说明,并未以形式化定理的方式加以证明。
在此示例中,凝聚型聚类的下一步选择依据是距离最小的点对;因此,19和20最先被合并。
附近列出了所有成对距离。
合并的依据是最小距离。
针对示例中当前步骤的所有候选点对。
讲师说 “例如在 agglomerative 中我这样做了,因为我是从底部向上进行的”。
左侧树确实从底部单点向上合并到根。
凝聚式层次聚类从单个样本开始,逐步向上合并,形成更大的簇。
使用视频所示的 agglomerative 构造方式
∀ 本例中的每次合并步骤
讲师说 divisive 时先从全体开始,再不断 “将其拆分”。
讲师总结 “某种意义上,这里是从上到下,而那里是从下到上”。
右侧树从顶部全集向下拆分。
分裂式层次聚类从包含全部样本的簇开始,逐步向下拆分成更小的簇。
使用视频所示的分裂式构造方式
对本例中的每一个分割步骤
左侧聚合式树和右侧分裂式树包含相同的叶子点和相同的嵌套分组。
讲师把两种方法并列讲解,并用同一组数据 1,5,8,10,19,20 演示。
这是根据两棵树内容对照得出的总结,视频没有用正式定理语言陈述。
对本例中的同一组数据,聚合式与分裂式可以给出方向相反但层级内容一致的树状结构。
使用同一组数据点
采用视频中展示的相同嵌套分组
存在本例中相同的训练数据集
讲解员计算了以下各点之间的距离:4、3、2、9、1。
形成簇 (19,20) 和 (8,10)。
讲解者指出,最初有六个条目,现在剩下四个。
合并之后,未完整展示更新后的邻近度矩阵。
初始数据集由六个互不相同的点构成。
讲解者在黑板上写下这些数字,并说明它们代表互不相同的数据点。
19 与 20 之间的距离为 1。
该数值差异由此得出,且讲解者称其为最小距离。
将距离最小的一对进行合并,从而形成第一个簇。
讲解者指出,将距离最小的那些点归入同一个簇。
8 与 10 之间的距离为 2。
讲解者指出下一个较小的距离为 2,并据此对对应的一对进行了合并。
将8和10合并,形成第二个簇。
这遵循凝聚式合并步骤。
经过两次合并后,剩余的独立单元变为四个。
讲解者明确指出:最初共有六个物品,现在剩下四个。
在此示例中,凝聚式聚类通过合并距离最小的点对来逐步推进,每次合并都会使簇/单元的数量减少。
讲师依次说明把5并入(8,10),再把1并入,再把两大簇合并。
板书逐步写出(5,(8,10))、(1,(5,(8,10)))、((1,(5,(8,10))),(19,20))。
起点是已经存在的子簇,点8和10先被放在一起。
视频开头板书已显示该簇,讲师也说明它先前已经存在。
把点5与簇(8,10)合并,形成更大的簇。
讲师说“5和8以这种方式合并”,并在板书上写出嵌套形式。
再把点1并入上一轮得到的簇。
讲师说“1与所有这些点构成一个簇”。
最后把左侧大簇与右侧簇(19,20)合并成根簇。
讲师说此时只剩两个簇,于是把它们合并成一个单一项目。
通过连续合并,六个点被组织成一棵自底向上的层次聚类树。
右侧从(1,5,8,10,19,20)开始向下拆分。
讲师逐步说明:先分出(19,20),再分出1,再分出5,最后分出8和10。
从包含全部样本的单一大簇开始。
右侧板书顶部写出全集,讲师说 divisive 首先面对“所有这些整体”。
第一次分裂将全集分成两个子簇。
讲师说“19、20自成一类,1、5、8、10自成另一类”。
再将(1,5,8,10)拆分为单点1和剩余簇。
讲师说“接着我们把1单独分出,5、8、10合为另一类”。
继续将(5,8,10)拆分为5和(8,10)。
讲师说“接着我们把5单独分出,8和10合为另一类”。
最后将(8,10)拆分为两个单点。
讲师说“然后你已将8和10分开了”。
通过连续分裂,初始全集被逐步分解为单个样本,形成一棵自顶向下的层次聚类树。
讲师举出电商平台网站的例子,提到客户分别更常购买服装、电子产品和杂货。
讲师对比两种策略:一是“对所有人提供50%折扣”,二是先按消费偏好聚类,再对不同簇给予不同折扣。
假设经营一个电商网站,有大量消费者,他们的购买偏好分别集中在衣服、电子产品和日用品上。怎样比“所有人统一打五折”更有效地做促销?
存在大量客户/消费者
不同客户对衣服、电子产品、日用品的消费倾向不同
目标是根据行为差异设计更有针对性的优惠
说明如何通过层次化分组得到更有针对性的目标受众。
先按客户的消费偏好把整体人群分成不同群组,例如更偏衣服、更偏电子、更偏日用品的人群。
这是视频中对普通聚类的直接应用:相似行为的人放在一起。
在这些群组之上继续建立层次结构,使不同群体可以对应不同折扣比例。
视频强调层次结构的作用是在群组之间进一步建立关系,而不只是单次分组。
对衣服偏好更强的群体重点给衣服折扣,对电子产品偏好群体给另一套优惠。
讲师明确说这样才符合不同人群的模式和趋势。
视频的结论是:先聚类、再做层次化细分,比统一给所有人 50% 的折扣更能形成有针对性的目标受众。
该示例不涉及数值计算,其验证方式是检查它是否体现了视频中反复强调的两点:相似对象归入同一簇,且簇之间还能进一步形成层级关系。
讲解者说:我用一个简单例子来说明。
在黑板上写下1、5、8、10、19、20,然后构建簇。
完整的邻近矩阵及其后续所有合并步骤在此片段中并未展示。
给定数据点1、5、8、10、19、20;需基于距离,以凝聚式方式开始对它们进行聚类。
数据集为\{1,5,8,10,19,20\}。
初始时,每个点自身构成一个簇。
在距离示例中,使用了数字之间的差值。
讲解者指出,构建邻近矩阵是第一步。
将距离较小的点对合并,展示最初的若干次凝聚式合并步骤。
首先构建数据点之间的成对差值/邻近矩阵。
讲解者指出,首先要创建邻近矩阵。
在所有显示的距离中,19与20之间的差值最小。
讲解者指出,距离1是最小的。
将19和20合并为一个簇。
此处应用最小距离点对合并规则。
下一个较小的距离是8与10之间的2。
讲解者选择距离2,说明了下一次合并。
将8和10合并为第二个簇。
这是同一凝聚式(agglomerative)流程的下一步。
经过这两次合并后,剩余四个单元。
讲解者一边计数一边说明:从六个项目中剩下了四个。
展示的步骤之后,簇的状态为\{1,5,(8,10),(19,20)\}。
示例中,合并的选择依据距离顺序进行:先为19-20选择1,再为8-10选择2;同时,单元数量显示为从6减少至4。
左右两棵树均基于同一组底层数据点1、5、8、10、19、20。
讲师围绕这六个点完整演示了凝聚式(agglomerative)与分裂式(divisive)两种层次聚类过程。
给定数据点1、5、8、10、19、20,演示如何通过层次聚类构建树状结构,并对比凝聚式与分裂式两种方向。
数据点为1、5、8、10、19、20
左侧已预先给出子簇(8,10)与(19,20)
视频中用树状连线表示合并或分裂关系
构建完整的层次聚类树,并说明两种方法的区别。
首先确认两个已有的子簇。
视频开头左侧板书已画出这两组。
在凝聚型(agglomerative)一侧,将5并入(8,10)。
讲师口头讲解并板书演示。
再次将1并入。
讲师继续向上构建新的簇。
最后将两大分支合并为根节点。
讲师说明:当仅剩两个簇时,执行最终的合并操作。
右侧采用相同直观层级进行分裂型(divisive)反向拆分。
讲师在写出00:01:08之后,逐步书写并口述分裂顺序。
左侧得到自底向上的凝聚型树,右侧得到自顶向下的分裂型树;两者均表达了同一组嵌套簇关系。
可通过比对左右两棵树的叶子集合及中间簇是否一致来验证;视频中两棵树采用了相同的分组层级。
整个片段的背景是一张浅蓝与白渐变的幻灯片,左上角标题为“Hierarchical clustering”,其下方有一行项目符号:“Agglomerative & Divisive”。
底部可见白板软件的工具栏,右侧页码显示为“”。
标题“Hierarchical clustering”
项目符号“Agglomerative & Divisive”
讲师
底部工具栏
页码
讲师在镜头前持续用手势进行讲解
幻灯片上的文字本身保持不变
页面主题始终是层次聚类
屏幕上始终可见凝聚型与分裂型两个术语
这页幻灯片承担的是课程主题提示作用:先给出总标题,再提前暴露两种层次聚类路线的名称,为后面的口头解释提供锚点。
标题‘层次聚类’与要点‘凝聚式与分裂式’持续呈现。
讲解者用手势模拟上下移动,以及分离与合并的动作。
标题‘层次聚类’
要点‘凝聚式与分裂式’
讲解者的表情与神态
讲解者先口头将两种类型关联起来,再加以区分。
手势示意自下而上和自上而下的方向。
标题和项目符号文本保持不变。
本画面通过肢体信号阐释凝聚式与分裂式这两种相反的流程。
讲解者在底行写下1、5、8、10、19、20。
数字为1、5、8、10、19、20。
六个互不相同的数据点按顺序写出。
这些点最初均为彼此独立的点。
这展示了凝聚式过程的初始状态,其中每个点各自构成一个簇。
右上方为1、5、8所写的局部矩阵:0、4、、0、、3、6。
并未构建完整的矩阵;仅显示其局部部分。
行/列标签1、5、8
元素0、4、7、3、6
两两差值以表格形式填入。
讲解者的目标是计算距离,而非立即合并。
此步骤代表凝聚层次聚类中的距离计算。
在19和20上方添加括号,写作(19,20)。
对应的式子为:19
对应的式子为:20
对应的式子为:(19,20)
两个不同的点合并形成一个簇。
其余点目前尚未被处理。
这是对距离最小的点对进行合并的直观步骤。
在8和10上方加括号,写作(8,10)。
对应的式子为:8
对应的式子为:10
对应的式子为:(8,10)
另一对点合并后形成第二个簇。
1和5仍保持为独立的点。
这表明凝聚过程逐步减少簇的数量。
讲解者指出,最初共有六个项目,现在剩下四个。
黑板上显示着1、5、(8,10)、(19,20)的位置。
对应的式子为:1
对应的式子为:5
对应的式子为:(8,10)
对应的式子为:(19,20)
经过两次合并后,独立单元的数量减少。
总的基本数据点数量不变;仅分组方式发生了变化。
这体现了凝聚式聚类的逐级缩减特性。
讲师在左侧已有的(8,10)和(19,20)基础上,继续向上绘制连接线并补充簇标签。
书写顺序表现为从较低层级的簇逐步扩展至更高层级的根节点。
底部数据点 1、5、8、10、19、20
子簇(8,10)、(19,20)
新增簇(5,(8,10))、(1,(5,(8,10)))、根簇((1,(5,(8,10))),(19,20))
先将 5 加入(8,10)
再将 1 加入新簇
最后将左右两大分支连接至共同根节点
叶子点集合始终为 1、5、8、10、19、20
已有子簇(8,10)和(19,20)的内部成员保持不变
画面采用向上生长的树来表示“合并”方向:每一层所含样本数均多于其下一层。
右侧从顶部(1,5,8,10,19,20)开始向下分叉。
讲师依次写出子簇并向下延伸分支。
顶部全集 (1,5,8,10,19,20)
子簇 (1,5,8,10)、(19,20)
后续子簇 1、(5,8,10)、5、(8,10)、8、10
首先将全集分成两个分支
再逐层将较大的簇进一步拆分为更小的簇
最终到达单个样本
所有分支合起来仍覆盖原始六个点
拆分过程不引入新的数据点
画面用向下分叉表示“分裂”方向:每一层都比上一层更精细。
讲师在左侧树旁写下“树状图”。
左侧层次聚类树
手写标签:树状图(Dendrogram)
从单纯绘图转向为图形命名
树的结构本身保持不变
这一步将此前绘制的层次树正式定义为树状图(dendrogram)
白板上可见标题“分层聚类”和子标题“• 凝聚式与分裂式”。左侧有一个树状图,底部叶节点为数字1、5、8、10、19、20;右侧有另一组树状结构,顶部附近可见集合(1,5,8,10,19,20),下方分支包括(1,5,8,10)、(19,20)、(5,8,10)、(8,10)等。
片段内白板内容基本保持静态,讲师站在板前并做手势;未观察到新的书写、擦除或图形变化。
左侧树状图中部分节点标注较模糊,除底部数字和若干括号集合外,无法可靠逐项转写。
右侧树状结构的完整层级关系在6秒内未被口头解释,只能记录可见节点,不能推断其构造规则。
标题 分层聚类
子标题 凝聚式与分裂式
左侧树状图
右侧树状聚类结构
叶节点数字1、5、8、10、19、20
括号集合如(19,20)、(8,10)、(5,8,10)、(1,5,8,10)、(1,5,8,10,19,20)
讲师在板前移动并做手势。
白板上的图形和文字没有发生可见变化。
标题“分层聚类”始终可见。
子标题“凝聚式与分裂式”始终可见。
左右两组树状图在片段内保持静态。
画面呈现的是分层聚类的两类方法:凝聚式与分裂式,并用树状图表示样本从单个点逐步合并为簇、或从整体簇向下分裂为子簇的层级结构。由于本片段只有结尾提示语,未包含对这些图的逐步讲解。
讲师通过“सबको 50% off”的反例说明,只做一次性、无差别的分组不够精细。
讲师随后强调应先建簇,再建层级结构,对不同群体分别处理。
以为聚类只要把相似对象分成几组就够了,不需要考虑组与组之间的进一步层级关系。
视频明确指出,层次聚类的关键在于簇之间还能继续形成关系,从而支持更细的目标受众划分。
幻灯片上仅写着‘凝聚式与分裂式’。
讲解者将这两者称为层次聚类的类型。
视频中并未说明这些是全部可能的子类,还是仅指最主要的两类。
认为层次聚类的全部内容就局限在这两个词之内,无需任何其他说明。
本节仅介绍凝聚型(agglomerative)和分裂型(divisive)聚类;详细的算法、连接准则(linkage criteria)以及后续步骤未在此展示。
仅显示含1、5、8的局部矩阵项。
讲解者提及构建邻近度矩阵(proximity matrix)。
由于未显示完整矩阵,可能造成误解:误以为当前所见部分已足够。
误以为板书上所展示的小块区域即为完整的邻近度矩阵。
视频中仅展示了局部示例;本节未呈现完整的矩阵。
讲解者仅说明合并距离最小的一对。
未写出 single-linkage、complete-linkage、average-linkage 等术语。
误以为此处展示的简单最小距离规则即为层次聚类的全部连接方法。
本节未给出连接(linkage)的正式名称或详细规则;仅展示了示例性的合并过程。
讲师专门对比了“从底部向上进行”与“从顶部向下进行”两种方向
人们容易误以为这两种层次聚类方法仅名称不同,其过程方向并无本质区别
视频强调:凝聚型聚类是从底部单个点出发向上合并,分裂型聚类则是从顶部整个数据集出发向下拆分,二者方向相反
讲师说:“将5与8以这种方式合并”
板书实际写作(5,(8,10)),表示5与整个簇(8,10)合并
这是口头表述简略性与板书表达严格性之间的差异,并非明确的纠错声明
听到“把5和8合并”时,可能误以为每次只合并两个原始点。
按板书看,实际是把5并入已经形成的簇(8,10),层次聚类允许将“点”和“簇”继续合并。
讲师先解释层次聚类的概念,随后说“दो तरीके से आप लोग create कर सकते हो एक agglomerative और एक divisive”。
幻灯片把“凝聚型与分裂型”直接列在“层次聚类”标题之下。
视频把凝聚型与分裂型作为层次聚类的两种创建方式来呈现,因此它们是总概念下的两个分支。
讲师先给出聚类与层级结构的直观定义,再转入从商业视角出发的电商例子。
电商客户分群示例应用了前文提出的‘相似点同簇、簇间再分层’这一基本思想。
讲师在讲完业务动机后,顺势引出‘दो तरीके’,即凝聚型(agglomerative)和分裂型(divisive)。
视频的逻辑是:由于业务上需要更精细地分层目标受众,因此接下来将介绍实现层次聚类的两条方法路径。
‘层次聚类’下方写着‘凝聚式与分裂式’。
凝聚式聚类是层次聚类的一种,在本节中被归为自底向上方法。
首先需要构建邻近度矩阵,然后合并距离最小的一对。
为选择合并对象,需计算两两之间的距离,因此邻近度矩阵是凝聚式合并步骤的先决条件。
讲解者通过一个简单示例进行说明,并在该示例上逐步演示合并过程。
数值示例展示了凝聚式合并规则在实际中的应用。
讲解者将分裂式聚类描述为基于划分的、自顶向下的方法。
本节将分裂式聚类作为与凝聚式相反的自顶向下方法来介绍。
白板副标题将Agglomerative列为Hierarchical clustering的一种。
凝聚式方法是层次聚类的一种具体构造方式。
白板副标题同样将Divisive列为Hierarchical clustering的一种。
分裂式方法也是层次聚类的一种具体构造方式。
讲师明确对比了bottom-up与top-down。
两者都是层次聚类,但一个通过合并自底向上,另一个通过分裂自顶向下。
讲师说“इसको बोलते हैं dendrogram”。
标签直接写在刚完成的层次树旁边。
dendrogram是用来表示层次聚类结果的图形形式。
讲师说可以使用 Python 的 scipy 库创建这种结构。
scipy 被提及为实现或绘制树状图(dendrogram)的工具。
片段开头直接提出并解释层次聚类(hierarchical clustering)的基本含义。
讲师通过电商促销的例子,解释为何需要层次结构(hierarchy)。
讲师在片段末尾明确指出两种方法:凝聚型(agglomerative)和分裂型(divisive)。
幻灯片中的项目符号同样写着‘Agglomerative & Divisive’。
本片段仅给出两种方法的名称及凝聚型(agglomerative)的初步提示,尚未完整解释二者差异。
标题和项目符号均展示了这两种类型。
首先需要构建邻近度矩阵。
总是合并距离最小的一对。
讲解者提到从六个项目中减少到四个项目。
已对自底向上法与自顶向下法进行了比较。
标题“层次聚类”贯穿全片段。
左侧逐步合并,形成一棵树。
右侧从全集开始向下拆分。
讲师明确对比了这两种方向。
已覆盖 · 讲解普通聚类的回顾内容,以及层次结构(hierarchy)的直观含义。
已覆盖 · 用电商例子说明层次聚类的业务价值和统一优惠的局限。
已覆盖 · 引出凝聚型(agglomerative)与分裂型(divisive)两类方法,其中凝聚型仅开始解释,片段在此结束。
已覆盖 · 标题幻灯片上列出了层次聚类的两种类型及其方向。
已覆盖 · 例如,在黑板上写出了数据点1、5、8、10、19、20。
已覆盖 · 展示了邻近性矩阵的概念以及部分距离表。
已覆盖 · 选出了距离最小的一对,并展示了第一次合并(19,20)。
已覆盖 · 展示了第二次合并(8,10),以及单元数量从6减少至4的过程。
已覆盖 · 左侧用 1,5,8,10,19,20 演示凝聚式(agglomerative)的逐步合并过程。
已覆盖 · 右侧用同一组数据演示分裂式(divisive)的逐步拆分过程,并总结二者方向相反。
已覆盖 · 讲师将该树状图命名为树状图(dendrogram),并提到可使用 Python 的 scipy 库创建。
已覆盖 · 该区间包含讲师的结束语和白板上关于分层聚类、凝聚式与分裂式、树状图的静态视觉内容;没有新的数学推导、公式或例题步骤。
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