直觉模糊C-均值聚类算法研究

鉴于直觉模糊集理论作为模糊理论的推广已得到广泛的应用,研究了将模糊C-均值聚类推广为直觉模糊C-均值聚类（IFCM）的途径和方法,分析了现有的几种IFCM算法,并提出了一种基于直觉模糊集的模糊C-均值聚类算法．该算法首先定义了直觉模糊集之间的距离;然后构造了聚类的目标函数;最后给出了聚类算法步骤．将算法用于目标识别,实验结果表明了算法的有效性．     

核空间直觉模糊局部C-均值聚类分割算法研究

针对现有直觉模糊C-均值聚类仅适合呈团状数据的不足,采用非线性函数将数据样本从欧式空间映射至再生希尔伯特高维特征空间,得到核空间直觉模糊聚类算法;同时考虑相邻像素的相互影响,将邻域像素融入核空间直觉模糊聚类的最优化目标函数中,经数学推导便得到嵌入像素局部信息的核空间直觉模糊聚类分割算法。图像分割测试结果表明,核直觉模糊C-均值聚类分割法相比现有直觉模糊C-均值聚类分割法能获得更满意的分割效果;同时,嵌入局部信息的核直觉模糊C-均值聚类分割法表现出良好的抗噪鲁棒性。     

犹豫模糊核C-均值聚类用于数据库系统选择

在处理属性值为犹豫模糊信息的聚类分析问题过程中,一般性的犹豫模糊聚类算法在样本空间层面处理过程中存在消耗时间长、距离结果不精确等不足。为了解决这一问题,建立了一种新颖的犹豫模糊聚类算法,即犹豫模糊核C-均值聚类算法,该算法运用核函数将样本空间中的数据映射到一个高维特征空间。结果显示,通过提出的犹豫模糊核C-均值聚类算法能够扩大不同样本之间的差异,并且使得聚类结果更加准确。最后,通过数据库系统选择的仿真实验,验证了所提出的犹豫模糊核C-均值聚类算法的可行性和有效性。     

一种基于模糊度的聚类有效性函数

根据模糊集理论,结合模糊C-均值聚类算法的约束条件,提出聚类模糊集概念,定义聚类模糊度.通过深入分析聚类模糊集的模糊度和贴近度在聚类评价中的作用,设计出一种模糊聚类有效性函数,并给出应用该函数实现模糊C-均值聚类有效性判定的具体步骤.实验结果表明,本文提出的聚类有效性函数是合理的.     

基于混沌差分进化模糊聚类的多模型建模

针对模糊C-均值聚类算法存在对初始聚类中心敏感和聚类目标函数容易陷入局部最优的问题,提出了1种基于混沌差分进化模糊C-均值聚类的多模型建模方法.该方法采用混沌差分进化算法对模糊C-均值聚类的目标函数进行全局寻优,能有效的解决上述问题.将该方法应用于双酚A生产过程的质量指标软测量建模,仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于连续域混合蚁群优化的核模糊C-均值聚类算法研究

为进一步提高核模糊C-均值聚类算法的聚类性能,提出基于连续域混合蚁群优化的核模糊C-均值聚类算法(KFCM-HACO),使用HACO对KFCM算法的内核函数参数值和聚类中心进行优化,克服传统算法弊端,使核模糊C-均值聚类算法的目标函数最小化,加快算法的收敛速度.该优化算法在UCI数据集上的仿真实验及结果比较表明,KFCM-HACO算法的聚类性能优于传统的聚类算法,提高了聚类的准确性.     

基于减法聚类和快速紧密性函数的SF-FCM

首先结合减法聚类和模糊C-均值聚类各自的优点,运用减法聚类自适应地确定模糊C-均值聚类（FCM）的初始聚类数;然后,提出了改进的紧密性函数,以此改进用于确定FCM聚类结构的有效性函数.改进后的紧密性函数将对聚类结果贡献不大的数据予以剔除,使得算法适应能力更强,执行速度更快.实验结果表明,该快速紧密性函数是有效的,而且计算速度更快.     

基于重叠度增量的模糊聚类有效性函数

提出用重叠度来刻画模糊类间的距离,在此基础上针对模糊划分总重叠度有随类数增加而单调递增的趋势,提出基于重叠度增量的聚类有效性函数。该算法由重叠度增量最大值来确定最佳聚类数,不但克服了传统有效性函数的单调问题,而且计算简单。基于模糊C-均值聚类算法（FCM）,应用多组测试数据对其进行性能分析,并与当前广泛应用且具代表性的有效性函数进行深入比较。仿真结果表明,该函数的有效性和优越性。     

基于空间信息的直觉模糊C-均值图像分割算法

针对模糊C-均值聚类算法的单一隶属度不能充分描述图像不确定性,且聚类过程中忽略像素空间关系的问题,提出一种基于空间信息的直觉模糊C-均值算法;该算法选取3×3的模板计算邻域像素灰度均值;并引入权重项,来控制灰度信息和空间信息各自所占的比重,同时用犹豫度更新直觉模糊集的隶属度函数;对常用标准图像的仿真结果表明,该算法能更好地保留图像细节信息,得到更加理想的图像分割效果。     

一种基于萤火虫算法的模糊聚类方法

针对模糊C-均值聚类对初始值敏感、容易陷入局部最优的缺陷,提出了一种基于萤火虫算法的模糊聚类方法。该方法结合萤火虫算法良好的全局寻优能力和模糊C-均值算法的较强的局部搜索特性,用萤火虫算法优化搜索FCM的聚类中心,利用FCM进行聚类,有效地克服了模糊C-均值聚类的不足,同时增强了萤火虫算法的局部搜索能力。实验结果表明,该算法具有很好的全局寻优能力和较快的收敛速度,能有效地收敛于全局最优解,具有较好的聚类效果。     

一种新的带模糊权的粗糙聚类算法

针对粗糙聚类算法缺乏对数据比例变换的鲁棒性的问题，在粗糙聚类的框架下融合模糊聚类的思想，将临界区域中对象的模糊隶属度作为它们对于聚类中心调整的作用权值，得到一种带有模糊权的粗糙聚类算法（fuzzy weighing rough clustering algorithm, FWRCA）．实验表明，该算法不仅对于数据的比例变化具有鲁棒性，且在一定程度上克服了粗糙C均值聚类算法对划分阈值ε的敏感性，在性能上优于传统粗糙C均值聚类算法(如RCMCA)，可应用于水电工程科学等以原型模型为研究手段并有大量需做比例变换的观测数据的领域．     

软硬结合的快速模糊C-均值聚类算法的研究

讨论的是对模糊C-均值聚类方法的改进,在原有的模糊C-均值算法的基础上,提出一种软硬结合的快速模糊C-均值聚类算法。快速模糊C-均值聚类算法是在模糊C-均值聚类算法之前加入一层硬C-均值聚类算法。硬聚类算法能比模糊聚类算法以高得多的速度完成,将硬聚类中心作为模糊聚类中心的迭代初值,从而提高模糊C-均值聚类算法的收敛速度,这对于大量数据的聚类是很有意义的。用数据仿真验证了这种快速模糊C-均值聚类算法比模糊C-均值算法迭代调整过程短,收敛速度快,聚类效果好。     

基于加权直觉模糊集合的聚类模型

针对已有基于直觉模糊集的聚类方法的局限性,提出了一种基于加权直觉模糊集合的聚类模型——WIFSCM。在该模型中,提出了特定特征空间下的等价样本和加权直觉模糊集合的概念;并推导出基于等价样本和加权直觉模糊集合的直觉模糊聚类算法的目标函数,利用该目标函数推导出直觉模糊聚类中心迭代算法和隶属度矩阵迭代算法;定义了基于加权直觉模糊集合的密度函数,确定了初始聚类中心,减少了迭代次数。通过灰度图像分割实验,证明了该模型的有效性,同时与普通直觉模糊集FCM聚类算法(IFCM)相比,聚类速度提高近百倍。     

基于改进粒子群优化的移动界面模式聚类算法

聚类是一种非常有效的信息分析方法。针对现有基于粒子群优化的模糊C均值(Fuzzy C-means,FCM)聚类算法的聚类效果不佳的问题,提出一种基于改进粒子群优化的模糊C均值聚类算法,并将该聚类算法应用到移动界面模式的聚类中。首先,利用直觉模糊熵的几何解释和约束构造合理的直觉模糊熵;然后,在粒子群优化中使用直觉模糊熵判断种群的多样性程度,并引入混沌反向学习策略来提高全局搜索能力;最后,为了增强聚类算法的非线性处理能力,在聚类算法中加入高斯核函数,并将该聚类算法应用到移动界面模式的聚类中。移动界面模式聚类的实验表明,与现有聚类算法相比,文中所提聚类算法具有更好的聚类效果。     

基于密度峰值优化的模糊C均值聚类算法

针对传统模糊C均值聚类算法和基于K-means++优化聚类中心的模糊C均值算法存在初始聚类中心敏感、聚类速度收敛慢、聚类算法需要人为给定聚类数目等缺陷,受密度峰值聚类算法（Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks,CFSFDP）的启发,提出了基于密度峰值算法优化的模糊C均值聚类算法,自适应产生初始聚类中心,确定聚类数目,并优化算法收敛过程。实验结果表明,改进后的算法与传统模糊聚类C均值算法相比能够准确地得到簇的数目,性能有明显的提高,并加快算法的收敛速度,达到相对更好的聚类效果。     

基于模糊聚类和直觉模糊推理的合成旅油料需求预测

需求预测是合成旅组织油料保障的基础环节,对合成旅成功遂行军事行动有着比较重要的影响.由于合成旅组成结构的特殊性,传统预测方法存在较大弊端,因此,提出了基于模糊聚类和直觉模糊推理的合成旅油料需求预测方法.首先,通过模糊C均值聚类算法实现对历史案例的初步筛选,以提高案例检索速度.然后,构建了案例特征属性的主客观综合权重模型和基于直觉模糊集的案例检索模型,保证了案例检索的准确度.最后,构建了基于整体数据特征的合成旅油料需求预测模型.通过算例分析验证上述预测方法的可行性和实用性,证明了该方法有助于提高检索速度和预测准确度.     

基于K近邻隶属度的聚类算法研究

经典模糊C均值聚类算法（FCM）基于欧氏距离,存在不同规模类簇不能正确聚类问题,针对此问题提出一种基于[K]近邻隶属度的模糊C均值聚类算法（KNN_FCM）。讨论了基于[K]近邻隶属度的粗糙C均值聚类算法（KNN_RCM）和粗糙模糊C均值聚类算法（KNN_RFCM）,此方法避免了传统粗糙C均值聚类算法（RCM）和粗糙模糊C均值聚类算法（RFCM）中阈值选择问题。将KNN_FCM、KNN_RCM、KNN_RFCM分别与FCM、RFM、RFCM在UCI数据集上进行仿真比较,结果表明新方法是可行、有效的。     

自适应属性加权2维FCM分割算法

目的 为了提高2维直方图模糊C均值聚类分割算法的抗噪性和普适性,提出了属性加权2维直方图模糊C均值聚类分割新方法。方法 针对2维直方图模糊C均值聚类分割算法存在阈值参数选取不当导致抗噪性能差的不足,将属性加权引入2维直方图模糊C均值聚类并有效解决了每维属性聚类贡献度的问题。结果 本文算法相比2维直方图模糊C均值聚类分割法抗椒盐和高斯噪声性能平均提高了2～3 dB;同时,相比模糊局部C均值聚类分割法抗椒盐噪声性能平均提高了2～3 dB且抗高斯噪声性能稍差大约1 dB,但本文算法相比模糊局部C均值聚类分割法的速度平均提高了大约40倍。结论 实验结果表明,本文算法相比现有2维直方图模糊C均值聚类算法更适合噪声图像分割;同时,相比模糊局部C均值聚类算法更有利于实时性要求较高场合的目标跟踪和识别等需要。同时从大量图像测试得出,本文算法对于一般人工合成图像、智能交通图像及遥感图像等具有普遍适用性。     

关于模糊C-均值（FCM）聚类算法的改进

针对模糊C-均值（FCM）聚类算法的容易收敛于局部极值的不足,提出了一种改进的模糊FCM聚类算法,此新算法在聚类中心选取和优化过程中进行了充分的考虑,是一种用于确定最佳聚类数的聚类算法,并且利用了分阶段思想,结合动态直接聚类算法和标准聚类算法,来尽量避免模糊C-均值（FCM）聚类算法的不足。新算法与传统（FCM）聚类算法方法相比,提高了算法的寻优能力,并且迭代次数更少,在准确度上也有较大的提高,具有很好的实际应用价值。