一种基于余弦函数和矩阵变换的谱聚类算法

为了实现快速谱聚类分析,设计了一种基于余弦函数和矩阵变换的谱聚类算法(CMTSC).CMTSC将余弦函数和矩阵变换技术融入到了谱聚类算法之中.利用余弦函数构造了相似度矩阵W,跳过了传统谱聚类算法中设置尺度因子的过程,随后利用矩阵变换技术实现了矩阵W的特征值分解,降低了分解的计算复杂度.在UCI数据库中部分数据集上的聚类实验和Berkeley图像库中部分图像上的分割实验,验证了CMTSC的有效性和高效性.     

稀疏谱聚类算法在高维数据上的应用

提出一种新的稀疏谱聚类算法——基于PAM算法的HSSPAM聚类(high-dimensional sparse spectral clustering based on partitioning around medoids).该算法先用高相关系数过滤及主成分分析降维方法以有效减小甚至消除维度灾难对高维数据处理的影响,再采用Minkowski距离指数变换函数及稀疏化算法来构建分块对角矩阵以重新解释样本之间的相似度;然后构造新颖的拉普拉斯矩阵以实现进一步压缩数据矩阵,进而结合partitioning around medoids(PAM)算法取代传统谱聚类中的K-means算法对特征向量聚类以提高算法的聚类稳定性;最后引入高维基因数据设计了实验,并以不同的聚类评价指标来衡量该研究算法的聚类质量,实验结果表明,新算法能够更精确、更稳定地对基因数据聚类.     

融合Nystr(o)m方法的谱聚类算法(NSDcut)的图像分割

为了克服谱聚类算法SDcut在计算相似度矩阵和拉普拉斯矩阵的特征值和特征向量时,比较耗时的缺点,提出了融合Nystr(o)m方法的SDcut算法NSDcut,并应用于图像分割.该算法采用Nystr(o)m方法构建相似度矩阵和计算相似度矩阵的特征向量,并用这些特征向量通过矩阵运算降低了SDcut算法中的相似度矩阵和拉普拉斯矩阵的阶,从而降低SDcut算法的时间复杂度.实验结果表明:NSDcut算法提高了SDcut算法的运行速度,同时也具有SDcut算法的聚类性能.     

基于奇异值分解和均值聚类的单通道盲源分离算法研究

提出了一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的均值聚类单通道盲源分离算法.首先将单通道信号利用SVD分解,依据中值准则进行滤波去除噪声分量,然后在去除噪声分量对应的特征值基础上,根据剩余SVD特征值重构对应分量信号作为盲源分离观测信号.将重构分量信号进行短时傅立叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)进行稀疏化处理,利用散点图判别源信号数目,最后采用均值聚类方法估计混合矩阵,以估计混合矩阵求逆作为分离矩阵实现单通道信号的盲源分离.利用计算机仿真结果证明了算法的有效性.     

一种基于集合划分的鲁棒性自适应模糊聚类分割算法

模糊C均值算法(FCM)是图像分割最常用的算法之一,这种方法需要提前确定初始聚类中心和聚类数.为此,提出了一种新的自适应模糊聚类算法(AFCM),AFCM算法中构造的观察矩阵、判断矩阵和集合划分可以自动确定合适的聚类数.为了得到更好的图像分割效果,采用核距离作为相似性度量,提出了一种鲁棒性自适应模糊C均值算法(RAFCM).实验结果表明,与FCM算法相比,AFCM和RAFCM算法不仅能自动地确定聚类数目,还可以得到更好的图像分割质量.     

一种新的TS模型辨识算法

提出一种新的TS模型辨识算法.该算法思想:首先采用MCR算法(Mountain C-Regressionmethod)自动确定聚类数目和初始聚类中心,然后采用改进的GK(Gustafon-Kessl)聚类算法得到最优的划分矩阵,再根据最优划分矩阵计算系统前件参数的最优值,最后用自适应粒子群优化算法(Adaptive Parti-cle Swarm Optimization,APSO)对后件参数进行优化.此辨识算法能够用较少的规则数描述给定的未知系统,并且容易实现.仿真实验表明该算法能够实现非线性系统的辨识,并且可获得相对高的精度.     

稀疏谱聚类方法及应用

提出了一种新的谱聚类算法:基于K-Medoids的SSKM聚类,不仅利用距离指数变换函数及稀疏化算法构建了分块对角矩阵以重新解释样本之间的相似度,还结合PAM算法取代传统谱聚类中的k-means算法对特征向量聚类以提高算法的聚类稳定性.为了使SSKM算法能够有效地处理高维数据,引入了高相关系数过滤及主成分分析降维技术,提出了SSKM算法的新版本HSSKM,能够识别高维数据结构以减少原始数据的特征规模.模拟数据及高维基因表达数据结果表明新算法具有聚类稳定、聚类结果更精确等显著性能.     

基于小波变换与FCM的甲骨文字图像分割

针对传统FCM(模糊C均值)聚类算法及改进算法无法对背景有大片点状、片状斑纹以及字迹模糊的甲骨文字图像进行有效分割的情况,提出了一种基于二进小波变换与FCM聚类算法的甲骨文字图像分割算法.首先,采用二进小波变换模极大值点对甲骨文字图像进行边缘检测;然后,充分利用二进小波变换模极大值中的边缘信息,从而进一步修改FCM聚类算法中的隶属度函数.将实验结果与传统的FCM聚类算法及改进算法进行比较,证明了该算法能更有效地分割甲骨文字图像,具有更高的正确分割率.     

一种基于K-L变换聚类的室内定位算法

室内定位环境中接入节点(access point,AP)部署密集时,针对参考节点(reference point,RP)接收到邻近AP的接收信号强度(received signal strength,RSS)数据相关性大,而导致聚类过程中聚类中心相关性高、聚类不准确等问题,提出了一种基于K-L变换的聚类算法;该算法通过K-L变换对RSS指纹数据去相关处理来保留原始指纹数据最大的特征信息数据,然后通过k-means聚类算法聚类能够得到更高的聚类准确率,从而来提高定位精度。实验结果表明,该算法比没有经过K-L变换去相关处理的聚类算法聚类准确率要高;并且在实验过程中确定RSS数据经K-L变换降维之后的维数为5、聚类中心数为5时,定位误差在2 m以内的概率提高了9.3%。     

一种基于流形距离核的谱聚类和量子聚类融合算法

谱聚类是一种基于图谱划分理论的聚类算法,本质上是将聚类问题转化为图的最优划分问题;量子聚类可以充分挖掘数据样本的内在信息,是一种基于划分的无监督聚类算法.为了充分发挥谱聚类算法和量子聚类算法的优势,本文提出了一种基于流形距离核的谱聚类和量子聚类融合算法(MFD-NJW-QC).首先,计算数据集的流形距离核矩阵,构造相应的拉普拉斯矩阵;其次,根据拉普拉斯矩阵的若干最大特征值对应的特征向量构造新数据集,并使用量子聚类算法对新构造的数据集进行聚类,从而得到原始数据的类标签;最后,基于7个人工数据集和5个UCI数据集验证MFD-NJW-QC算法的聚类性能.结果显示,MFD-NJW-QC算法能够明显提高聚类性能,尤其对于具有流形结构,且类簇大小不平衡、密度分布不均匀的数据集优势更为突出.