scikit-learn源码学习之cluster.mean_shift.estimate_bandwidth

本文深入探讨了scikit-learn库中mean-shift聚类算法的estimate_bandwidth函数,该函数用于自动计算聚类的bandwidth。在MeanShift未指定bandwidth参数时,此函数至关重要。内容包括源码解析和个人理解,欢迎讨论。

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继续我的源码学习之旅,这次是mean-shift聚类算法里面的estimate_bandwidth函数。
estimate_bandwidth函数用作于mean-shift算法估计带宽,如果MeanShift函数没有传入bandwidth参数,MeanShift会自动运行estimate_bandwidth,源码地址

def estimate_bandwidth(X, quantile=0.3, n_samples=None, random_state=0,
                       n_jobs=1):
    """Estimate the bandwidth to use with the mean-shift algorithm.

    That this function takes time at least quadratic in n_samples. For large
    datasets, it's wise to set that parameter to a small value.

    Parameters
    ----------
    X : array-like, shape=[n_samples, n_features]
   
### Mean-Shift Algorithm for Point Cloud Segmentation Implementation Mean-shift算法是一种基于密度估计的方法,在点云分割中具有广泛应用。该方法通过迭代方式寻找数据中的模式,即局部最大值位置。对于点云而言,这些模式通常代表不同物体表面的中心。 #### 原理概述 在点云处理场景下,mean-shift利用核函数来计算邻域内的加权平均值,并逐步移动到更高密度区域直到收敛于某个峰值点。此过程可以有效识别并分离出不同的几何结构[^1]。 #### 实现步骤说明 为了更好地理解如何应用mean-shift进行点云分割,下面给出Python环境下使用`scikit-learn`库的一个简单例子: ```python from sklearn.cluster import MeanShift, estimate_bandwidth import numpy as np import open3d as o3d # 加载点云文件(假设为.ply格式) pcd = o3d.io.read_point_cloud("path_to_your_pcd_file.ply") # 提取xyz坐标作为特征向量 points = np.asarray(pcd.points) # 估算带宽参数 bandwidth = estimate_bandwidth(points, quantile=0.2) if bandwidth != 0: ms = MeanShift(bandwidth=bandwidth, bin_seeding=True) # 执行聚类操作 ms.fit(points) labels = ms.labels_ cluster_centers = ms.cluster_centers_ n_clusters_ = len(np.unique(labels)) colors = [[np.random.rand(), np.random.rand(), np.random.rand()] for _ in range(n_clusters_)] pcd.colors = o3d.utility.Vector3dVector([colors[label] for label in labels]) o3d.visualization.draw_geometries([pcd]) else: print('Bandwidth is zero') ``` 这段代码展示了如何加载一个PLY格式的点云文件,并对其进行简单的预处理以适应mean-shift输入需求;接着调用了sklearn提供的接口完成实际运算工作;最后给每个簇分配随机颜色以便可视化展示效果。
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