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DBSCANとは?

でぃーびーすきゃん

DBSCANとは、データ密度に基づいてクラスターを自動検出する機械学習のクラスタリングアルゴリズムで、外れ値の検出にも優れています。

DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)は、密度ベースクラスタリンアルゴリズムです。1996年にエスター・マーティン・クリーゲルらが提案し、現在もデータマイニングや異常検知の分野で広く使われています。

基本的な考え方は「十分に近い点が一定数以上集まっている領域をクラスターとみなす」というものです。2つのパラメータを使います。

  • ε(イプシロン):近傍とみなす距離の半径
  • MinPts:コア点とみなすために必要な近傍点の最小数
各データ点は「コア点(Core Point)」「境界点(Border Point)」「ノイズ点(Noise Point)」のいずれかに分類され、コア点から到達可能な点をすべてひとつのクラスターにまとめます。

k-meansなどの代表的なクラスタリング手法と比較した場合のDBSCANの強みは以下の通りです。

  • クラスター数をあらかじめ指定する必要がない
  • 球形でない複雑な形状のクラスターも検出できる
  • 外れ値(ノイズ)を自動的に識別できる
一方、高次元データや密度が大きく異なるクラスターが混在する場合は精度が下がる傾向があります。異常検知・地理情報データ解析・画像認識などで活用されています。

使い方・例文

地図上の飲食店データにDBSCANを適用すると、店舗が密集しているエリアを自然なクラスターとして自動的に抽出でき、繁華街のマッピングなどに利用できます。

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