news 2026/2/13 13:28:30

MATLAB实现大规模K-means聚类并保存分区结果到二进制文件

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张小明

前端开发工程师

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MATLAB实现大规模K-means聚类并保存分区结果到二进制文件

在图像检索、特征量化以及向量压缩等任务中,经常需要对海量高维特征向量(如SIFT、GIST或深度学习提取的特征)进行K-means聚类,以构建视觉词袋模型或进行产品量化(Product Quantization)。当聚类中心数达到数百到数千、数据量达到百万级别时,标准的kmeans函数往往速度较慢且内存占用高。为了提升效率,许多研究者会使用精简版的litekmeans实现,它去掉了冗余检查,专注于核心Lloyd迭代,从而在大数据集上获得显著加速。

本文介绍一段实用MATLAB脚本,它完成了从读取fvecs格式特征文件、执行litekmeans聚类,到将聚类中心和每个簇的样本索引以特定二进制格式保存的全流程。这个流程在许多经典的ANN(Approximate Nearest Neighbor)基准测试中被广泛采用,尤其是在处理SIFT1M、GIST1M、ImageNet特征等数据集时。

脚本整体流程

  1. 数据集选择与参数设置

    通过变量dataset指定数据集(如’imagenet’),并设置聚类中心数nClusters(例如1000)、最大迭代次数MaxIter和重复运行次数Replicates(通常为1以节省时间)。

  2. 读取特征数据

    使用fvecs_read函数读取.fvecs格式的基向量文件(base.fvecs)。fvecs是IVF

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