一种新的聚类分析方法——自然聚类法

确定分类数成为聚类分析中的主要问题之一.针对该问题,文章提出了一种新的聚类分析方法即自然聚类法.首先,给出了一个新的类的定义.按该定义聚类,类和类的个数是确定的.相应地,设计了自然聚类的算法.最后通过模拟研究和两个实例分析了所提出方法的有效性.     

基于自适应模糊聚类的T-S模糊辨识方法

针对模糊建模在进行结构辨识时需事先设定聚类数的问题,本文在改进模糊分割聚类算法的基础上,对算法中聚类数c给出优选方法,提出了参数自适应模糊聚类算法,并结合递推最小二乘法构建T-S模糊辨识算法。为了验证本文提出的模糊辨识方法的有效性,采用该算法对熟知的Box-Jenkins煤气炉数据和实际的电液位置伺服系统数据进行建模,结果显示该辨识方法具有较高的逼近精度和较好的泛化能力。     

一种新城市气温模式分类的聚类算法

城市气温是对城市气候特性评价的一个重要指标.提出核概率聚类算法并将其应用于城市气温的模式分类中,以此寻找城市发展上的共同点.该算法在概率聚类算法上引入了核学习方法的思想,能够很好地处理噪音和孤立点,实现更为准确的聚类.实验结果表明,与相关聚类算法相比,核概率聚类算法聚类效果好,且算法能够很快地收敛.     

基于核函数的混合C均值聚类算法

提出了一种基于核函数的混合C均值聚类算法.首先利用模糊C均值聚类算法和另一种类型的可能性C均值聚类算法的优点,设计出一种混合C均值聚类算法.然而鉴于该算法存在的不足,本文将Mercer核函数引入到该算法中,仿真实验结果证实了该方法的可行性和有效性.     

几种典型数据类型的谱聚类方法研究

主要针对几种典型数据的多流形结构分析问题进行了研究.综合分析多种谱聚类算法优缺点,以谱多流形聚类算法为主线,结合实验结果对多种谱聚类算法进行了分析,最后针对数据空间密度不均匀的情况对谱多流形聚类算法进行了一定的改进,提出了一种基于自适应近邻值的谱多流形聚类算法,并通过实验证明其达到了混合多流形聚类的目的.     

函数型聚类分析:基于距离的一步法框架

基于距离的函数型聚类分析包含曲线拟合和聚类两个独立步骤,最优曲线拟合未必有利于类别信息的提取和保留。根据曲线拟合与聚类分析的计算过程,重新梳理了函数型聚类算法;基于距离度量,提出了同时考虑拟合和聚类效果的函数型聚类一步法;在交替方向乘子法(ADMM)框架下推导并给出了迭代求解算法。模拟试验结果显示,该函数型聚类算法有助于提高聚类精度;针对北京市空气质量监测站点二氧化氮(NO_2)污染物小时浓度数据的实例验证分析表明,该函数型聚类算法对不同类别空气质量监测点具有更好的区分度。     

一种改进的遗传k-means聚类算法

在经典的k-means聚类算法中,聚类数k必须事先给定,然而在现实中k很难被精确的确定.本文提出了一种改进的遗传k-means聚类算法,并构造了一个用来评价分类程度好坏的适应度函数,该适应度函数考虑的是在提高紧凑度(类内距)和分离度(类间距)的同时使得分类个数尽可能少.最后采用两个人工数据集和三个UCI数据集对k-means聚类算法(KM),遗传聚类算法(GA),遗传k-means聚类算法(GKM)和改进的遗传k-means聚类算法(IGKM)进行比较研究,比较的指标有类间距、类内距和分类正确率.研究证明改进的遗传k-means算法能够自动获取最佳聚类数k并且保持较高的正确率.     

基于AFS拓扑和AFCM的模糊聚类分析

在分析AFS方法和AFCM算法的基础上,设计了一个新的模糊聚类算法.它首先应用AFS拓扑理论计算得到数据的相对距离,然后将相对距离应用于改进后的AFCM算法中,并进行了聚类实验.实验结果证明这样的聚类算法优于传统的HCM、FCM聚类算法,而且该方法能应用于含有布尔值或模糊概念的聚类分析中.     

基于成对约束的主动学习半监督谱聚类

半监督学习是近年来机器学习领域中的一个重要研究方向,其监督信息的质量对半监督聚类的结果影响很大,主动学习高质量的监督信息很有必要.提出一种纠错式主动学习成对约束的方法,该算法通过寻找聚类算法本身不能发现的成对约束监督信息,将其引入谱聚类算法,并利用该监督信息来调整谱聚类中点与点之间的距离矩阵.采用双向寻找的方法,将点与点间距离进行排序,使得学习器即使在接收到没有标记的数据时也能进行主动学习,实现了在较少的约束下可得到较好的聚类结果.同时,该算法降低了计算复杂度,解决了聚类过程中成对约束的奇异问题.通过在UCI基准数据集以及人工数据集的实验表明,算法的性能好于相关对比算法,并优于采用随机选取监督信息的谱聚类性能.     

一种基于谱聚类分析的粒子群聚类算法

本文研究了谱聚类中NJW算法的样本最优划分问题.利用粒子群算法在聚类问题上搜索到的全局最优,获得了NJW算法对聚类样本的最优划分.推广了谱聚类算法在样本划分时的普适性和稳定性.实验对比验证该算法是有效的.     

基于矩阵变换的聚类集成优化模型

聚类集成方法能够有效综合不同的聚类结果,提高聚类的精确度和稳定性.提出了一个基于矩阵变换的聚类集成优化模型,模型通过矩阵变换代替传统方法中的聚类配准模式,使得优化模型更加简洁,然后给出了求解该优化模型的叠代算法.实验表明,提出的聚类集成方法能够有效提高聚类集成的稳定性和精确度,并且在聚类数目比较少时,算法有着较低的时间复杂度.     

一种基于正交函数系的时间序列聚类方法

基于正交函数系和FCM算法,提出了一种新的时间序列聚类的方法.该方法首先通过一个非线性映射,将长度为n的时间序列映射到L_2空间,然后通过计算函数之间的距离得到时间序列之间的相似度.在此基础上,经过FCM算法实现时间序列的聚类.该方法克服了时间序列的高维数特征为时间序列聚类带来的计算困难.实验结果表明,对高维的时间序列,该方法在压缩率达到80%的情况下,依然具有良好的聚类效果.     

基于方差与改进群智能算法的K-means聚类优化

利用K-means进行数据聚类时,借用不同处理手段其统计距离和聚类中心等会有所差异,从而影响聚类结果,尤其是当数据维度增高时,这种现象更为明显.对此,文章提出一种基于样本方差的多元统计距离算法,并引入改进人工蜂群算法及评价准则函数确定聚类中心和最佳聚类数,优化K-means算法.理论上,该方法可以克服原算法易陷入局部最优和固定聚类数等缺陷.最后,通过特异值检测,人工数据集以及UCI真实数据集测试验证该优化算法性能.     

基于ICA的时间序列聚类方法及其股票数据分析中的应用

时间序列聚类分析是时间序列数据挖掘中的重要任务之一,通常由于时间序列数据的特殊结构,导致一般的聚类算法不能直接应用于时间序列数据.本文提出了一种基于独立成分分析与改进K-均值算法相结合的时间序列聚类算法,该算法首先利用独立成分分析对时间序列数据进行特征提取,然后利用改进K-均值聚类算法完成对时间序列特征数据的聚类分析,从而得到了一种新的基于特征的时间序列聚类方法.为了验证该方法的有效性和可行性,将其应用于实际的股票时间序列数据聚类分析中,取得了较好的数值结果.     

一个新的模糊聚类有效性指标

提出了一个判别模糊聚类中聚类数有效性的新指标.首先利用FCM算法对数据集进行模糊聚类,通过隶属度矩阵和聚类中心构建加权二分网络.然后通过改进加权二分网络的模函数,定义一个新的聚类有效性指标.为了检验该有效性指标的性能,选取了三个常见的有效性指标在十五个数据集上进行了对比.实验结果表明,该有效性指标具有较好的性能.     

聚类分析中非0,1编码的遗传算法

K-平均算法属于聚类分析中的动态聚类法,但其聚类效果受初始聚类分类或初始点的影响较大。本文提出一种遗传算法(GA)来进行近代初始分类,以内部聚类准则作为评价指标,实验结果表明,该算法明显好于K-平均算法。     

分类属性数据的泛化中心聚类算法

针对采用经典划分思想的聚类算法以一个点来代表类的局限,提出一种基于泛化中心的分类属性数据聚类算法。该算法通过定义包含多个点的泛化中心来代表类,能够体现出类的数据分布特征,并进一步提出泛化中心距离及类间距离度量的新方法,给出泛化中心的确定方法及基于泛化中心进行对象到类分配的聚类策略,一般只需一次划分迭代就能得到最终聚类结果。将泛化中心算法应用到四个基准数据集,并与著名的划分聚类算法K-modes及其两种改进算法进行比较,结果表明泛化中心算法聚类正确率更高,迭代次数更少,是有效可行的。     

基于加权相似性的BIRCH聚类算法

BIRCH方法是一个集成的层次聚类方法.它克服了凝聚层次聚类方法所面临的两个难点:可伸缩性和不能撤销前一步工作的问题.基于BIRCH聚类的多阶段聚类算法思想,结合基于权重的欧式距离度量和基于划分的K-means算法,提出了一种基于加权相似性的BIRCH聚类方法,并将方法应用在时间序列的气象数据分析中.     

基于遗传算法的模糊聚类分析

针对模糊C-均值算法容易收敛于局部极小点的缺陷,将遗传算法应用于算法的优化计算.同时针对算法中,聚类效果往往受到聚类数目和初始聚类中心的影响,提出了基于平均信息熵确定聚类数目的方法,并采用密度函数来获得初始聚类中心.实验证明,基于遗传算法的模糊聚类方法能够避免产生局部极小值,较好的解决聚类结果对初值的依赖.     

土壤分类的模糊集成算法与应用

土壤是一个多性状的连续体,其分类的首选方法是模糊聚类分析.但是模糊聚类分析中现有的基于模糊等价关系的动态聚类法和模糊c-均值法各有利弊,采用其中一种方法聚类肯定存在不足.为此集成两种聚类方法的优点,避其缺点,提出了用基于模糊等价关系的动态聚类方法和方差分析方法确定聚类数目和初始聚类中心,再用模糊c-均值法决定最终分类结果的集成算法,并将其应用到松花江流域土壤分类中,得到了较为切合实际的分类结果.