松弛模糊C均值聚类算法*

模糊c均值聚类算法(FCM)由于样本模糊隶属度归一性的约束,导致FCM算法对噪声数据敏感。提出松弛模糊C均值聚类算法(RFCM),RFCM算法在可能性c均值聚类算法(PCM)目标函数的基础上,放弃了FCM算法单个样本模糊隶属度归一化约束,转为n个样本模糊隶属度之和为n的约束,并利用粒子群算法对样本模糊隶属度进行优化估计,使得模糊指标可拓展为m>0的情况,同时采用梯度法得到RFCM算法聚类中心迭代公式。RFCM理论分析了算法对噪声数据抗噪的原理,解释了RFCM算法模糊指标m>0的合理性,讨论了RFCM算法的收敛性。基于gauss数据集和UCI数据集的仿真测试验证了所提出算法的有效性。     

模糊聚类迭代模型在洪水灾害度划分中应用

介绍了陈守煜的模糊聚类迭代模型.利用该模型的计算结果可对聚类样本作进一步的排序.即先求各个类对模糊划分的相对隶属度,以此相对隶属度为权重,根据各聚类样本对各类以相对隶属度加权,求得样本对模糊概念的类别特征值,并根据其大小对聚类样本进行排序.将其应用于"96.7"洪水灾害分析,较清晰地划分出了各受灾地受灾程度的轻重.     

改进模糊聚类算法及其在入侵检测中的应用

针对将数据集隶属度概率和为1的条件用于模糊性事件时,影响聚类的正确率的情况,在不确定理论的基础上,研究了数据隶属度问题,提出一种新的基于隶属关系不确定的可能性改进模糊聚类算法.该算法在迭代过程中将聚类的可能隶属度与不确定性隶属度引入到目标函数中,使得样本中的元素不局限于仅属于一个聚类,与现有的聚类算法相比具有更好的聚类结果.通过在KDDCUP99数据集上实验,验证了该算法在入侵检测中的检测率为95.8%, 分别高于K-均值算法的检测率(60.4%)和FCM算法的检测率(64.6%).     

PSO高斯诱导核模糊c均值聚类算法*

为了避免陷入梯度法局部极值以提升模糊聚类算法聚类性能,提出PSO高斯诱导核模糊c均值聚类算法(PSO Gauss-induced kernel fuzzy c-means clustering algorithm, PSO-GIKFCM)。首先将高斯核函数应用于模糊c聚类算法(FCM)目标函数,得到高斯核模糊聚类目标函数。然后在高斯核特征空间和输入空间利用梯度法得到两空间聚类中心,将特征空间聚类中心与样本的内积核矩阵代入输入空间聚类中心,从而得到高斯诱导核的聚类中心。最后在解空间利用粒子群算法(PSO)对模糊隶属度进行寻优估计,并结合目标函数和聚类中心构成PSO-GIKFCM参数估计迭代流程。PSO-GIKFCM算法基于粒子群算法保证其收敛性,聚类中心仅为模糊隶属度的函数,PSO生物进化算法在解空间全局寻找优解,且将模糊指标扩展为大于0的情况。通过仿真实验验证了所提出算法的有效性。     

半监督模糊聚类及其应用

提出了一种拓展的半监督模糊聚类模型,给出求解这个模型的迭代公式.这种半监督聚类能够合理、有效地利用部分已标识样本的类别信息对未标识样本产生影响,从而提高半聚类算法的聚类效果.其隶属度和聚类中心的迭代公式具有和FCM算法一样简洁的表示.在黄瓜数据集上的聚类分析表明,新提出的半监督聚类优于未改进的两种半监督算法、FCM算法和线性判别方法.     

基于模糊c-均值算法和遗传算法的新聚类方法

为了得到最佳聚类数和相应的每一类中的样本,文中首先介绍了一种新聚类方法,用该方法构造了一个既考虑类与类之间的分散程度、又考虑同一类紧凑程度的目标评价函数;再运用模糊c-均值算法(FCM)进行迭代,求得每一类的中心和隶属度值;然后运用遗传算法搜索全局极值点;最后运用该算法对我国全要素生产力进行了模糊分类．     

基于可能性C-均值的鲁棒多视角聚类算法

目前多数多视角聚类算法不考虑噪声问题,为了更有效地分析含有噪声数据的聚簇结构,提出了一种基于可能性C-均值的鲁棒多视角聚类(PCM-RMVC)算法,该算法同时利用多个视角空间中的特征信息,最小化每个视角空间中数据对象与聚簇中心的距离.推导出数据隶属度和每个视角权重的迭代更新规则,设计出聚类过程的迭代算法.实验表明:PCM-RMVC算法对噪声具有较强的鲁棒性,并且聚类效果优于五种有代表性的多视角聚类算法.     

二型模糊C均值聚类算法及其应用

提出一种简化的、带有确认程度的隶属度的二型模糊集,利用其设计二型FCM聚类算法,推导出其迭代求解公式。研究发现,二型FCM算法的目标函数和迭代求解公式是原有FCM算法的推广,数学表达简洁。在人工数据集和黄瓜数据集上的应用表明,该算法可以通过确认程度的影响,得到更加精确的FCM算法聚类中心的位置,可有效甄别出异常点,说明算法的有效性。     

分布式环境下全局模糊频繁项目集的快速挖掘

为了解决模糊关联规则挖掘算法需要用户事先给定模糊集和相应隶属度函数的问题,提出基于分布式聚类自动生成模糊集及隶属度函数的算法GFAM.该算法利用分布式K-Means聚类算法对每个数值型属性进行聚类,求得聚类中心,由此构造全局模糊集,定义全局隶属度函数.DFAR算法根据构造的全局模糊集及隶属度函数进行分布式模糊频繁项目集的快速挖掘,采用全局-局部站点模式,其中包括局部模糊频繁项目集产生算法FLF和全局模糊频繁项目集产生算法FGF.实验结果表明,该算法能准确地生成全局模糊频繁项目集,在求解全局模糊频繁项目集过程中,传送局部模糊候选项目集支持数的通信量为O(n),提高了算法的挖掘效率.     

分布式环境下全局模糊频繁项目集的快速挖掘

为了解决模糊关联规则挖掘算法需要用户事先给定模糊集和相应隶属度函数的问题，提出基于分布式聚类自动生成模糊集及隶属度函数的算法GFAM．该算法利用分布式K—Means聚类算法对每个数值型属性进行聚类，求得聚类中心，由此构造全局模糊集，定义全局隶属度函数．DFAR算法根据构造的全局模糊集及隶属度函数进行分布式模糊频繁项目集的快速挖掘，采用全局一局部站点模式，其中包括局部模糊频繁项目集产生算法FLF和全局模糊频繁项目集产生算法FGF．实验结果表明，该算法能准确地生成全局模糊频繁项目集，在求解全局模糊频繁项目集过程中，传送局部模糊候选项目集支持数的通信量为O（n），提高了算法的挖掘效率．     

改进的粗糙集模糊聚类算法及其应用

通过将粗糙集和模糊聚类算法相结合, 利用粗糙集中上近似集和下近似集的概念改进模糊聚类算法, 解决了模糊聚类边界不确定的问题, 得到了上近似集和下近似集的聚类结果, 从而实现更好的聚类, 改进算法可以处理边界问题和复杂数据问题. 将改进的粗糙集模糊聚类算法用于研究环糊精聚类, 并将聚类结果与K均值聚类分析算法、 模糊C均值聚类算法相比, 实验结果表明, 改进算法有较好的聚类效果.     

DBSCAN算法在高性能计算中心用户分类的应用研究

为提高集群资源使用效率, 管理员需要对用户进行分类, 从而对不同用户提出资源使用策略。DBSCAN(Density Based Spatial Clustering of Applications with Noise)聚类算法可对用户进行分类, 但对初始参数敏感。为此, 提出改进算法, 首先将密度进行层次划分, 由此得出各层次的密度阈值, 在每种阈值下采用DBSCAN算法, 解决全局参数问题。在此基础上, 创新地使用一个直接可达距离排序队列, 将排序信息作为可变参数, 减小初始参数对结果的影响。通过高性能计算中心用户数据的实例验证了其可行性。实验结果表明, 改进后的算法提高了用户分类的准确性和全面性。     

基于混沌-量子粒子群的分簇路由算法

针对粒子群分簇路由优化算法存在的收敛速度慢、 易陷入局部最优等问题, 提出一种混沌-量子粒子群 的双子粒子群分簇路由算法。 该算法以簇头的能量、 簇头与汇聚节点的距离以及与簇内成员节点的距离构造 最优簇头的代价函数, 主粒子群利用混沌粒子群寻优, 辅粒子群利用量子粒子群寻优, 加入量子波动理论, 使 算法具有较好的全局收敛性。 双子粒子群采用收敛速度快的凹函数递减策略优化权重。 仿真结果验证了该算 法可使无线传感网络节点能量消耗均衡化, 显著延长网络生命周期, 与 LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议、 PSO-C(Cluster setup using Particle Swarm Optimization algorithm)协议相比生命周期分别延长了 80. 1%和 41. 4%。     

一种基于自适应模糊高斯核聚类的软测量建模方法

单一模型一般难以表达复杂的生产过程特性,在软测量应用中往往容易使模型的估计精度低、泛化性能差.提出一种基于自适应模糊高斯核聚类的概率加权多模型融合方法,利用高维空间内样本的分散性来确定聚类中心,能取得最佳聚类效果.根据贝叶斯后验定律进行多模型融合,使总模型输出更具合理性.该方法不仅克服了单模型预测的局限性,同时对传统多模型融合方法做了一些改进,提高了过程估计的精度.     

一种自适应的密度峰值聚类算法

针对密度峰值聚类(density peak clustering, DPC)算法不能根据数据集自适应选取聚类中心和截断距离d_c,从而不能自适应聚类的问题,提出了一种自适应的密度峰值聚类(adaptive density peak clustering, ADPC)算法.首先,提出了一个综合考虑局部密度ρ_i和相对距离δ_i的参数μ_i,根据μ_i的排列顺序及下降趋势trend自动确定聚类中心.然后,基于基尼系数G对截断距离d_c做了自适应选择.最后,对ADPC算法做出了实验验证,并与DPC算法和K-means算法进行了对比.实验结果表明,ADPC算法具有较高的ARI,NMI和AC值,具有较好的聚类效果.     

基于高阶相关聚类的脱机手写文本行分割

从手写文档图像中提取出文本行是文档分析的一个重要预处理步骤,但是由于手写文本行之间通常行方向不平行,甚至存在着交叠和弯曲,所以它仍然是一个具有挑战性的问题. 针对该问题,提出了一种基于高阶相关聚类的脱机中文手写文本行的分割算法.首先,使用连通部件构成一个文档超图,然后,在学习所得的相似性度量准则的约束下,通过高阶相关聚类算法将连通部件对标记为属于或者不属于同一文本行;最后,使用union­find算法将连通部件连接成为不同的文本行.该算法在HIT­MW脱机手写数据库上的803幅文档上取得了较好的效果,召回率99.05%,错误率为1.96%.     

我国股票市场拓扑性及加权网络中行业主导性分析

采用聚类算法得到最小生成树,研究不同行业股票的拓扑性结构.在加权复杂网络模型的基础上,建立了考虑网络时变特点的动态加权网络模型.利用上证180指数作为研究样本,研究中国股票市场的行业主导性.实证结果表明:我国证券市场存在明显的聚集性,相同行业股票具有相似的特点;金融保险和制造业行业相对更加活跃,其他行业股票价格更容易受到这两种行业股票价格的影响;证券市场中行业的主导性会随着时间的变化而改变,新兴行业逐渐占据行业的主导地位.     

基于 DBIRCH 算法的 Argo 剖面数据聚类

为解决实时分析处理的海洋 Argo 浮标剖面观测数据特有的数据密度较高、快速响应且需要识别任意形状簇等问题, 提出了一种可通过单次扫描数据集进行有效处理的低复杂度聚类算法 DBIRCH( Density-BasedBalanced Iterative Reducing and Clustering Using Hierarchies)。 该算法通过使用新引入的参数密度阈值修正因子,动态的更新限制 CF(Clustering Feature)树生长的约束系数子空间阈值, 同时结合密度关联思想在不同邻域内多次建立 CF 树且合并, 最终以核心 CF 树子节点为聚类结果输出, 避免了 BIRCH(Balanced Iterative Reducing and Clustering Using Hierarchies)算法对参数的过度依赖, 同时因能处理任意形状簇从而提升了数据处理的整体鲁棒性, 提高了处理 Argo 剖面监测数据的时效性和算法的整体吞吐速度。 为测试算法的综合性能, 使用真实 Argo浮标剖面实时监测数据集, 并根据不同的参数对算法做出多组对比实验, 同时使用不同评价指标对算法从运行时间和聚类准确率上进行综合评估, 从全局角度分析该算法在 DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)、 BIRCH 及 DBIRCH 3 种不同算法中综合聚类性能最优。 实验结果表明, 在3 种算法中,BIRCH 算法运算速度最快, 但准确率最低; DBSCAN 算法聚类性能高于 BIRCH 算法, 但运算速度最慢; 改进的DBIRCH 算法运算效率略低于 BIRCH 算法, 但聚类准确率最高。     

覆盖聚类算法

首先比较几类主要的聚类算法,给出每类算法的基本概念、原理、每类的代表性算法,及这些算法的主要特征。在此分析基础上,提出一种新的聚类算法———覆盖聚类算法,该算法采用覆盖的概念将比较集中的样本聚合在一起,从而发现隐含在样本集中的类,对于周围稀疏的样本结合最短距离法,获得聚类效果,并用实验数据对分层聚类方法、LBG方法与覆盖聚类算法进行比较,证明了覆盖聚类算法的可行性和有效性。最后给出了算法的研究方向。     

基于单纯形梯度的多起点全局优化算法

用已知样本点信息构造单纯形梯度及插值函数, 提出一种基于单纯形梯度的局部搜索算法. 该算法结合有效样本点集Ω的混合选取策略, 改进了多起点聚类全局优化算法. 结果表明, 新算法在效率和稳定性方面均有较大改进, 并可有效处理原算法针对“窄谷”类函数估值次数过高的问题.