基于K均值算法的数据聚类和图像分割研究

K均值算法利用K个聚类的均值作为聚类中心,通过对比样本到各聚类中心的距离,将样本划分到距离最近的聚类中,从而实现样本的聚类.分析了K均值算法的基本原理和实现步骤,并将其应用于数据聚类和图像分割,取得了较好的聚类效果.最后,针对K均值算法的不足之处,提出了改进措施,提高了K均值算法的聚类性能.     

一种对于K-means算法的改进

数据聚类是一个功能强大的技术,它能够把数据特征相似的对象划分为一类,但是并不是所有的聚类算法的实现都能产生相同的聚类结果;并且K均值算法的结果很大程度上依赖它的初始中心的选择;提出了一种新颖的关于K均值初始中心选择的策略;该算法是基于反向最近邻(RNN)搜索,检索一个给定的数据集,其最近的邻居是一个给定的查询点中的所有点;使用这种方法计算初始聚类中心结果发现是非常接近聚类算法所需的迭代聚类中心;对提出的算法应用到K均值聚类中给予了证明;用几种流行的数据集的实验结果表明了该算法的优点。     

基于Leader的K均值改进算法

研究了K均值算法中初始聚类中心的选择对算法本身聚类精度及效率的影响,并提出了改进的算法(LK算法,Leader+K-means).LK算法中的初始聚类中心选择不是随机的,而是利用Leader算法得到若干个初始类中心,然后选择包含数据项最多的k个类中心,作为K均值算法的初始类中心.实验结果表明,LK算法在聚类结果的稳定性和正确率方面都是有效可行的.     

一种改进的全局K-均值聚类算法

将快速K中心点聚类算法确定初始中心点的思想应用于全局K-均值聚类算法,对其选取下一个簇的最佳初始中心的方法进行改进,提出选取下一个簇的最佳初始中心的一种新方法.该新方法选择一个周围样本分布相对密集,且距离现有簇的中心比较远的样本为下一个簇的最佳初始中心,得到一种改进的全局K-均值聚类算法.改进后的算法不仅可以避免将噪音点作为下一个簇的最佳初始中心点,而且在不影响聚类效果的基础上缩短了聚类时间.通过UCI机器学习数据库数据以及随机生成的人工模拟数据实验测试,证明改进的全局K-均值聚类算法与全局K-均值聚类算法及快速全局K-均值聚类算法相比在聚类时间上更优越.     

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.     

基于ARIA的K均值聚类算法研究

针对传统K均值聚类算法对初始聚类中心敏感,易陷入局部最优和对大数据集聚类速度慢的缺点,将ARIA与Kmeans算法相结合,提出了一种ARIA-Kmeans算法,即基于自适应半径免疫的K均值聚类算法。首先利用自适应半径免疫算法对数据进行预处理,产生能够代表原始数据分布以及密度信息的内部镜像数据;然后用K均值聚类算法对其进行多次聚类,获得最佳聚类中心,并将其作为初始聚类中心,推广到全部数据优化聚类效果;最后对其结果进行评价。实验结果表明,相对于传统Kmeans算法,新算法在保证聚类准确度的前提下,提高了算法运行的时间效率和稳定性。     

基于菌群优化的K均值聚类算法研究

为了提高数据挖掘的聚类准确度,提出了一种基于菌群优化的K均值(K-means)聚类算法.采用K均值算法建立数据聚类模型.根据聚类类别数设定多个聚类中心坐标.设定所属类别距离阈值,然后计算待聚类点和所有中心点距离来划分该聚类点的类别.根据参与聚类各节点和各自中心点的距离值建立适应度函数.引入菌群优化算法对K均值聚类过程进...     

基于全局优化K均值聚类的医学图像分割方法

K均值聚类是医学图像分割中最常用的方法之一,但K均值(K-means)聚类算法一个固有缺陷,在于若初始中心点的选取有重复的中心点,则聚类结果将含有空簇而使得聚类结果没有意义,进而影响图像分割效果。针对这一缺陷,首先提出在初始选点过程中进行聚类中心优化,避免产生重复的解决办法——初始点优化K均值算法(Initialization Optimized K-means,IOK-means),继而将初始选点数据域约束到图像直方图峰值集,进一步改善聚类效果,得到全局优化K均值聚类算法(Global Optimized K-means,GOK-means)。将GOK-means应用在脑部医学图像分割的实验表明:GOK-means能够将脑部灰质、白质及骨骼部分清晰地分割,与传统K均值算法IOKmeans相比,GOK-means的初始化聚类中心成功率达到100%,聚类总体均方差降低了54.9%,验证了GOK-means的有效性。     

基于K均值的带变异粒子群聚类算法

针对K均值算法的搜索结果依赖于初始聚类中心以及粒子群算法早熟收敛的缺点,提出了一种基于K均值的带变异粒子群聚类算法.该算法通过粒子群算法来弥补K均值算法的不足,根据粒子的收敛情况判断K均值操作的时机,提高了搜索性能,并采用变异操作来跳出局部极值.分别用K均值算法、PSO-K均值算法和该算法对3种实际数据进行了聚类测试,...     

两阶段模糊c-均值聚类算法及其应用

针对模糊c-均值算法对初始值敏感、收敛结果易陷入局部极小值的缺点,提出了两阶段模糊c-均值聚类算法.首先通过恰当的贴近度(满足相似相近性)估计分类数,选取初始聚类中心;然后通过模糊c-均值算法进行聚类,最后对所得的聚类中心采用逻辑斯谛型的灰色模型进行预测.由于聚类中心具有统计特征,因此较好地克服了样本间的随机误差,灰色逻辑斯谛模型较好地克服了每个样本内误差.采用上述方法对全国30个省市农村居民年收入进行了分析和比较,得出了具有参考价值的结果.     

基于近似骨架和混合蛙跳算法的K-means方法及其在眼底病历图像中的应用

为提高K-means算法全局搜索能力,提升聚类效果,提出一种基于近似骨架和混合蛙跳算法的K-means方法。该方法首先利用经典的混合蛙跳算法取代K-means算法中原有迭代公式,获得更优秀的聚类结果;然后对获得的聚类结果,使用基于近似骨架和混合蛙跳算法的K-means算法不寻找聚类中心,而是直接对簇的划分进行修改。UCI数据集实验结果表明,使用改进的聚类算法获得的聚类结果,较其他算法结果更为优秀。最后将改进后的聚类算法应用到医学眼底病历图像中,可以得到较好的血管切割效果。     

某类沿曲面的强奇异积分算子在调幅函数空间上的有界性

假设β1α1 0,β2α2 0。文章对如下定义的强奇异积分算子Q乙2f(x-t, y-s, z-γ(t)h(s))t1e+α1,γ(t), h(s)满足某些适当的条件。利用振荡积分估计,得到当β1 3α1 0且β2     

基于Abaqus的防滑差速器壳体静力学分析

为获得某款防滑差速器壳体在实际工况中的具体力学特性,基于有限元分析法对某四驱汽车防滑差速器壳体进行设计分析。首先,在Abaqus软件中建立防滑差速器壳体的有限元分析模型。接着,利用Romax软件进行防滑差速器壳体在两种极限工况下的轴承受力分析,同时设立更为精确的边界条件和载荷,从而进行应力、应变和疲劳分析。分析结果表明该防滑差速器壳体在极限工况下位移量较大,需要进行优化设计。结合静力学分析结果,以壳体加强筋的长度和厚度为优化变量,对防滑差速器壳体进行优化设计,通过优化前后对比分析,发现优化后壳体在各种工况下的应力和应变均显著降低,符合设计要求。采用软件仿真进行轴承受力分析有效地避免了繁琐的理论计算,同时使得分析方法更加简单,分析结果更贴合实际。另外,有限元分析方法也大幅缩短了防滑差速器壳体的研发周期与设计成本。     

一种基于复杂网络属性值的K-means聚类算法

传统-means聚类算法的性能依赖于初始聚类中心的选择.本文将复杂网络节点的属性值作为节点的度、聚集度与聚集系数的加权值,通过计算所有节点的加权综合聚集特征值,选取综合聚集特征值高,并且彼此之间无高聚集性特征的K个节点作为聚类的初始聚类中心,然后进行聚类迭代过程.实验结果表明,新算法对初始聚类中心的选取更迅速有效,避免了传统K-means算法初始聚类节点选取的敏感性,进而提高K-means算法的聚类质量.     

一种整合粒子群优化和K-均值的数据聚类算法

针对K-均值聚类算法存在的不足,提出了一种新的整合粒子群优化算法(PSO)和K-均值算法的聚类算法.在新算法中,首先结合使用粒子群优化算法和K-均值算法搜索全局最优解的位置,然后再用K-均值算法在全局最优解附近的局部空间内快速寻找最优聚类中心.通过对4个数据集的实验测试,将此算法与K-均值算法、基于粒子群的K-均值算法进行了比较.实验结果表明,新算法的聚类质量比后两个算法更优.     

基于信息熵改进的 K-means 动态聚类算法

初始聚类中心及聚类过程产生的冗余信息是影响K-means算法聚类性能的主要因素,也是阻碍该算法性能提升的主要问题.因此,提出一个改进的K-means算法.改进算法通过采用信息熵对聚类对象进行赋权来修正聚类对象间的距离函数,并利用初始聚类的赋权函数选出质量较高的初始聚类中心点;然后,为算法的终止条件设定标准阈值来减少算法迭代次数,从而减少学习时间;最后,通过删除由信息动态变化而产生的冗余信息来减少动态聚类过程中的干扰,以使算法达到更准确更高效的聚类效果.实验结果表明,当数据样本数量较多时,相比于传统的K-means算法和其他改进的K-means算法,提出的算法在准确率和执行效率上都有较大提升.     

一种新的密度加权粗糙K-均值聚类算法

为了克服粗糙K-均值聚类算法初始聚类中心点随机选取,以及样本密度函数定义所存在的缺陷,基于数据对象所在区域的样本点密集程度,定义了新的样本密度函数,选择相互距离最远的K个高密度样本点作为初始聚类中心,克服了现有粗糙K-均值聚类算法的初始中心随机选取的缺点,从而使得聚类结果更接近于全局最优解。同时在类均值计算中,对每个样本根据定义的密度赋以不同的权重,得到不受噪音点影响的更合理的质心。利用UCI机器学习数据库的6组数据集,以及随机生成的带有噪音点的人工模拟数据集进行测试,证明本文算法具有更好的聚类效果,而且对噪音数据有很强的抗干扰性能。     

人工蜂与K-means混合算法在VANETs的应用

针对车载自组织网（Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs）拓扑结构经常变化导致通信链路容易断裂而通信质量不可靠的问题,将人工蜂与K-means混合算法应用在VANETs中。在成簇阶段,该混合算法利用人工蜂算法较强的全局搜索能力确定初始聚类中心,代替传统的K-means对初始聚类中心的选择,这样就消除了K-means对随机初始聚类中心的依赖。在簇头选取阶段,类内具有最小的速度方差以及到其他节点最小平均距离的车辆节点被选择为簇头。在簇的维护阶段,当最优节点即簇头有变化时,次优节点被选为临时簇头,直至更新为最优节点的簇头信息。为测试该混合算法的性能,将其和PSO与K-means混合算法、经典K-means算法进行实验对比,结果表明,该混合算法能够更加稳定VANETs通信链路,具有更高成簇质量和更高通信质量。     

改进的FCM在人脑MR图像分割中的应用

为解决模糊C-均值聚类(FCM)算法在图像分割尤其是医学图像分割中存在的计算量大、运行时间过长的问题,提出了一种改进方法。利用收敛速度快的K均值聚类法得到的聚类中心作为FCM算法的初始聚类中心,减少FCM算法收敛所需的迭代次数;优化参与迭代运算的数据集,减少每次迭代过程的运算时间。该方法使FCM算法的运算速度提高了将近10倍,而且不会影响算法的分割效果。