构造样本k近邻数据的多标签分类算法

在多标签分类问题中,通过k近邻的分类思想,构造测试样本关于近邻样本类别标签的新数据,通过回归模型建立在新数据下的多标签分类算法。计算测试样本在每个标签上考虑距离的k近邻,构造出每个样本关于标签的新数据集。对新数据集采取线性回归和Logistic回归,给出基于样本k近邻数据的多标签分类算法。为了进一步利用原始数据的信息,考虑每个标签关于原始属性的Markov边界,结合新数据的特征建立新的回归模型,提出考虑Markov边界的多标签分类算法。实验结果表明所给出的方法性能优于常用的多标签学习算法。     

基于ASM和K近邻算法的人脸脸型分类

针对人脸特征分类问题,提出一种基于主动形状模型(ASM)和K近邻算法的人脸脸型分类方法。将Hausdorff距离作为K近邻算法的距离函数,利用ASM算法提取待测图像的特征点,对点集进行归一化后计算人脸轮廓特征点与样本库中所有样本点集的Hausdorff距离,根据该距离值,通过K近邻算法实现待测图像的脸型分类。实验结果证明,该方法分类正确率高、速度快、易于实现。     

基于Storm的流数据KNN分类算法的研究与实现

KNN算法是一种简单、有效且易于实现的分类算法,可用于类域较大的分类。近年来对KNN算法的研究偏向于静态大数据集,不过,在越来越多的情况下要用KNN算法在线实时处理流数据。考虑到流式数据流量大,连续且快速,不易存储和恢复等特性,以及流处理系统Storm对流数据处理具有实时性、可靠性的特点,提出了基于Storm的流数据KNN分类算法,该算法首先对整个样本集进行划分,形成多个片集,然后计算出待分类向量在各片集上的[K]近邻,最后再将所有片集[K]近邻归约得出整体[K]近邻,实现待分类向量的分类。实验结果表明,基于Storm的流数据KNN分类算法能够满足大数据背景下对流数据分类的高吞吐量、可扩展性、实时性和准确性的要求。     

参数独立的加权局部均值伪近邻分类算法

针对局部均值伪近邻（LMPNN）算法对k值敏感且忽略了每个属性对分类结果的不同影响等问题,提出了一种参数独立的加权局部均值伪近邻分类（PIW-LMPNN）算法。首先,利用差分进化算法的最新变体——基于成功历史记录的自适应参数差分进化（SHADE）算法对训练集样本进行优化,从而得到最佳k值和一组与类别相关的最佳权重;其次,计算样本间的距离时赋予每类的每个属性不同的权重,并对测试集样本进行分类。在15个实际数据集上进行了仿真实验,并把所提算法与其他8种分类算法进行了比较,实验结果表明,所提算法的分类准确率和F1值分别最大提高了约28个百分点和23.1个百分点;同时Wilcoxon符号秩检验、Friedman秩方差检验以及Hollander-Wolfe两处理的比较结果表明,所提出的改进算法在分类精度以及k值选择方面相较其他8种分类算法具有明显优势。     

基于局部密度和测地距离的谱聚类

传统根据[K]-近邻图计算测地距离的方法,虽然能够发现流形分布数据间的相似关系,但是当不同类的点存在粘连关系时,依此计算相似度时不能体现样本间的真实关系,从而无法有效聚类。针对传统测地距离计算相似度的方法不能有效处理粘连数据集的问题,提出了基于局部密度和测地距离的谱聚类方法。计算样本的局部密度,寻找每个样本点的最近高密度点,并选择边缘点和非边缘点;在边缘点和其最近高密度点之间构造边、非边缘点之间的[K]个近邻点构造边,依此计算测地距离和相似度并进行聚类。在人工数据集和UCI数据集上的实验表明,该算法在处理粘连数据集时有效提高了聚类准确率。     

一种基于属性加权的快速聚类算法

传统的聚类算法通常将样本间的距离作为相似度的划分标准,因此距离计算方式的选择对于聚类的结果至关重要.但是传统的距离计算方法忽略了不同数据属性特征对聚类的影响.为了解决此问题,论文结合K-means提出了一种基于属性加权的快速K-means算法FAWK.首先,定义了一个反映属性特征差异的离散度函数对属性特征进行加权;其次,根据加权属性特征计算数据属性间的距离,并将所有属性的加权属性距离求和作为样本间的相似性距离;然后,将加权属性距离作为FAWK算法的划分标准对数据进行聚类;最后,将论文算法与现有方法在8个UCI数据集和LAMOST恒星光谱数据集进行实验测试与分析,实验结果表明FAWK算法具有迭代次数少、运行时间短、聚类结果准确率高且更接近真实数据集划分情况的特点.     

基于属性值信息熵的KNN改进算法

为了克服传统KNN算法,距离加权-KNN算法在距离定义及投票方式上的不足,提出了一种基于属性值对类别重要性的改进算法Entropy-KNN。首先定义两个样本间的距离为相同属性值的平均信息熵,此距离可通过重要属性值有效度量样本之间的相似程度,其次算法Entropy-KNN根据上述定义的距离选取与待测试样本距离最小的K个近邻,最后根据各类近邻样本点的平均距离及个数判断待测试样本的类别。在蘑菇数据集上的实验表明,Entropy-KNN算法的分类准确率高于传统KNN算法和距离加权KNN算法。     

基于RSKNN分类改进算法

RSKNN算法是K近邻算法的一种改进算法,该算法基于变精度粗糙集理论,能在保证一定分类精度的前提下,有效地降低分类样本的计算量,并且提高计算效率和分类精度．由于RSKNN算法对属性的依赖度较高,在分类时容易受到伪近邻的影响,导致RSKNN算法的分类精度受到一定程度的影响．针对存在问题,本文提出一种新颖的基于RSKNN算法的改进算法SMwRSKNN,该算法在RSKNN算法的基础上引入类别子空间的思想,以降低冗余属性和伪近邻对分类的影响．在UCI公共数据集上的实验结果表明,SMwRSKNN算法比RSKNN算法具有更高的分类精度．     

基于粒计算的多标签懒惰学习算法

多标签学习用于处理一个样本同时拥有多个标签的问题。已有的多标签懒惰学习算法IMLLA未充分考虑样本分布的特点,即在构建样本的近邻点集时,近邻点个数取固定值,这可能会将相似度高的点排除在近邻集之外,或者将相似度低的点包括在近邻集内,影响分类方法的性能。针对IMLLA的缺陷,将粒计算的思想加入近邻集的构建,提出一种基于粒计算的多标签懒惰学习算法(GMLLA)。该方法通过粒度控制,确定样本近邻点集,使得近邻集内的样本具有高相似度。实验结果表明,本算法的性能优于IMLLA。     

Spark框架结合分布式KNN分类器的网络大数据分类处理方法

针对现有大数据分类方法难以满足大数据应用中时间和储存空间的限制,提出了一种基于Apache Spark框架的大数据并行多标签K最近邻分类器设计方法。为了通过使用其他内存操作来减轻现有MapReduce方案的成本消耗,首先,结合Apache Spark框架的并行机制将训练集划分成若干分区;然后在Map阶段找到待预测样本每个分区的K近邻,进一步在reduce阶段根据map阶段的结果确定最终的K近邻;最后并行地对近邻的标签集合进行聚合,通过最大化后验概率输出待预测样本的目标标签集合。在PokerHand等四个大数据分类数据集上进行实验,提出方法取得了较低的汉明损失,证明了其有效性。     

On kernel difference-weighted k-nearest neighbor classification

Nearest neighbor (NN) rule is one of the simplest and the most important methods in pattern recognition. In this paper, we propose a kernel difference-weighted k-nearest neighbor (KDF-KNN) method for pattern classification. The proposed method defines the weighted KNN rule as a constrained optimization problem, and we then propose an efficient solution to compute the weights of different nearest neighbors. Unlike traditional distance-weighted KNN which assigns different weights to the nearest neighbors according to the distance to the unclassified sample, difference-weighted KNN weighs the nearest neighbors by using both the correlation of the differences between the unclassified sample and its nearest neighbors. To take into account the effective nonlinear structure information, we further extend difference-weighted KNN to its kernel version KDF-KNN. Our experimental results indicate that KDF-WKNN is much better than the original KNN and the distance-weighted KNN methods, and is comparable to or better than several state-of-the-art methods in terms of classification accuracy.     

基于概率的两层最近邻自适应度量分类算法

针对有限样本下,KNN算法距离量的选择以及以前距离量学习研究中没有充分考虑样本分布的情况,提出了一种新的基于概率的两层最近邻自适应度量算法（PTLNN）。该算法分为两层,在低层使用欧氏距离来确定一个未标记的样本局部子空间;在高层,用AdaBoost在子空间进行信息提取。以最小化平均绝对误差为原则,定义一个基于概率的自适应距离度量进行最近邻分类。该算法结合KNN与AdaBoost算法的优势,在有限样本下充分考虑样本分布能降低分类错误率,并且在噪声数据下有很好的稳定性,能降低AdaBoost过度拟合现象发生。通过与其他算法对比实验表明,PTLNN算法取得更好的结果。     

K-近邻算法的改进及实现

利用k-近邻算法进行分类时。如果属性集包含不相关属性或弱相关属性,那么分类精度将会降低。研究了k-近邻分类器,分析了k-近邻分类器的缺点,提出了一种利用随机属性子集组合k近邻分类器的算法。通过随机的属性子集组合多个k近邻分类器,利用简单的投票,对多个k-近邻分类器的输出进行组合,这样可有效地改进k-近邻分类器的精度。     

基于FLANN改进的KNN医疗分类算法

本文通过研究KNN（K-最近邻）算法在疾病预测领域的使用与分析,总结出KNN的2点不足,针对不足进行相应改进并提出F_KNN（循环最近邻搜索）算法：1）针对KNN计算量大、效率低下的缺点,本文采用FLANN（快速最近邻搜索）循环搜索与待测样本距离最近的点,记录若干个最近邻点作为最近邻点子集,利用此子集取代全集对待测样本进行计算,可以降低计算量,极大地提高了KNN算法效率;2）针对KNN难以对高维数据集分类的缺点,本文采用AHP（层次分析法）对样本的特征属性进行相关性研究,使用合适的参数分配权重,提高了KNN算法准确率。本文采用一组脑中风数据集对优化后的算法进行实验,实验结果表明,F_KNN准确率达96.2%。与传统KNN相比,F_KNN提高了分类性能且极大地提高了算法效率。在处理高维且较大的数据集时,F_KNN算法优势明显,具有较好的应用前景。     

基于双向选择的伪近邻算法

针对伪近邻分类算法（LMPNN）对异常点和噪声点仍然敏感的问题,提出了一种基于双向选择的伪近邻算法（BS-PNN）。利用邻近性度量选取[k]个最近邻,让测试样本和近邻样本通过互近邻定义进行双向选择;通过计算每类中互近邻的个数及其局部均值的加权距离,从而得到测试样本到伪近邻的欧氏距离;利用改进的类可信度作为投票度量方式,对测试样本进行分类。BS-PNN算法在处理复杂的分类任务时,具有能够准确识别噪声点,降低近邻个数[k]的敏感性,提高分类精度等优势。在UCI和KEEL的15个实际数据集上进行仿真实验,并与KNN、WKNN、LMKNN、PNN、LMPNN、DNN算法以及P-KNN算法进行比较,实验结果表明,基于双向选择的伪近邻算法的分类性能明显优于其他几种近邻分类算法。     

KNN-均值算法

基于传统KNN的弱点．提出一种新的改进方法：在训练样本中取与待测样本最近邻的K个样本;把这K个样本按类划分取每类的平均样本;计算每个类的平均样本与待测样本的欧氏距离,并将样本归为距离最小的那一类。在南京理工大学NUST603HW手写体汉字库以及Concordia大学的CENPARMI手写体阿拉伯数字数据库上的试验结果表明,新方法较传统KNN的识别率有明显提高。     

基于类标感知的KNN分类算法

许多传统分类算法都以训练数据和测试数据具有相同或至少非常相似的分布为前提,但是在实际应用中,该前提很难得到保证,这降低支持向量机等传统分类算法的分类精度.因此,文中提出基于类标感知的KNN分类算法(CA-KNN).CA-KNN给出稀疏表示模型,基于任何测试数据都可使用训练数据集进行稀疏表示的假设.CA-KNN可有效利用数据集上的类标信息,提升稀疏表示的准确性.引入KNN的最近邻分类思想,进一步提升CA-KNN的泛化能力,并且从理论上证明CA-KNN分类器与最小误差的Bayes决策规则关联.实验和理论分析的结果表明,CA-KNN具有较好的分类性能.     

Finsler度量在KNN算法中的应用研究

为了克服传统K近邻(Knearest neighbor,KNN)算法在距离定义上的不足,提出了一种基于Finsler度量的KNN算法(Finsler metric KNN,FMKNN)。该算法将样本点间的距离定义为Finsler度量,保留了样本属性对样本间距离度量的影响,使得样本点间的距离度量更具一般性。在手写体数据集上的实验表明,FMKNN算法的分类准确率高于传统KNN算法。     

Spectral-spatial K-Nearest Neighbor approach for hyperspectral image classification

Hyperspectral image (HSI) classification is a very active research topic in remote sensing and has numerous potential applications. This paper presents a simple but effective classification method based on spectral-spatial information and K-nearest neighbor (KNN). To be specific, we propose a spectral-spatial KNN (SSKNN) method to deal with the HSI classification problem, which effectively exploits the distances all neighboring pixels of a given test pixel and training samples. In the proposed SSKNN framework, a set-to-point distance is exploited based on least squares and a weighted KNN method is used to achieve stable performance. By using two standard HSI benchmark, we evaluate the proposed method by comparing it with eight competing methods. Both qualitative and quantitative results demonstrate our SSKNN method achieves better performance than other ones.