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In statistica e apprendimento automatico, il clustering gerarchico è un approccio di clustering che mira a costruire una gerarchia di cluster. Le strategie per il clustering gerarchico sono tipicamente di due tipi:

  • Agglomerativo: si tratta di un approccio "bottom up" (dal basso verso l'alto) in cui si parte dall'inserimento di ciascun elemento in un cluster differente e si procede quindi all'accorpamento graduale di cluster a due a due.
  • Divisivo: si tratta di un approccio "top down" (dall'alto verso il basso) in cui tutti gli elementi si trovano inizialmente in un singolo cluster che viene via via suddiviso ricorsivamente in sotto-cluster.

Il risultato di un clustering gerarchico è rappresentato in un dendrogramma.

Dissimilarità tra clusterModifica

Per decidere quali cluster devono essere combinati (approccio agglomerativo) o quale cluster deve essere suddiviso (approccio divisivo) è necessario definire una misura di dissimilarità tra cluster. Nella maggior parte dei metodi di clustering gerarchico si fa uso di metriche specifiche che quantificano la distanza tra coppie di elementi e di un criterio di collegamento che specifica la dissimilarità di due insiemi di elementi (cluster) come funzione della distanza a coppie tra elementi nei due insiemi.

MetricheModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: metrica (matematica).

La scelta di una metrica appropriata influenza la forma dei cluster, poiché alcuni elementi possono essere più "vicini" utilizzando una distanza e più "lontani" utilizzandone un'altra. Per esempio, in uno spazio a 2 dimensioni, la distanza tra il punto (1, 1) e l'origine (0, 0) è 2,   or 1 se si utilizzando rispettivamente le norme 1, 2 o infinito.

Metriche comuni sono le seguenti:[1]

Criteri di collegamentoModifica

Il criterio di collegamento (linkage criterion) specifica la distanza tra insiemi di elementi come funzione di distanze tra gli elementi negli insiemi.

Dati due insiemi di elementi A e B alcuni criteri comunemente utilizzati sono:[2]

Nome del criterio Formula
Complete linkage  
Minimum o single-linkage  
Average linkage  

dove d è la metrica prescelta per determinare la similarità tra coppie di elementi.

NoteModifica

  1. ^ (EN) The DISTANCE Procedure: Proximity Measures [collegamento interrotto], su SAS/STAT 9.2 Users Guide, SAS Institute. URL consultato il 26 aprile 2009.
  2. ^ (EN) The CLUSTER Procedure: Clustering Methods, su SAS/STAT 9.2 Users Guide, SAS Institute. URL consultato il 26 aprile 2009 (archiviato dall'url originale il 7 luglio 2008).

BibliografiaModifica

  • (EN) Trevor Hastie, Robert Tibshirani e Jerome Friedman, 14.3.12 Hierarchical clustering, in The Elements of Statistical Learning, New York, Springer, 2001, pp. 272–280, ISBN 0-387-95284-5.

Voci correlateModifica

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