基于凸差规划的不完整数据填充聚类

为了提升聚类性能,文中提出基于凸差规划(DCP)的不完整数据填充聚类算法.采用DCP对核模糊C均值目标进行凸差化改造,实现DCP聚类和数据缺失项填充的交替优化过程,从理论上证明交替优化的收敛性.在UCI数据集上的实验验证文中算法在缺失数据填充和聚类上的优势.     

基于连通核的鲁棒模糊C-均值聚类算法

提出一种新的鲁棒核模糊C-均值聚类算法.将连通核与AFCM(Alternative fuzzy C-means)聚类算法相结合,给出基于连通核的核AFCM:CRKFCM(Connectivity kernel based robust fuzzy C-means).CRKFCM一方面有效地利用了连通核,可以对任意形状数据聚类,且避免了核参数的选取问题;另一方面在特征空间使用非欧氏距离,可以有效地处理含噪声数据的聚类问题.实验结果表明,与原有的AFCM和连通核硬C-均值(CKHCM,Connectivity kernel based hard C-means)聚类算法相比,新算法在处理噪声环境中的任意形状聚类问题方面更有效.     

基于核的模糊聚类算法

在聚类分析中,模糊c-均值算法是应用最广泛的聚类算法之一,针对该算法对初始化敏感,容易陷入局部极小点的缺点,论文提出了一种基于核的模糊聚类算法。在算法中将核方法与模糊可能性算法相结合,将模糊c-均值算法结果作为初始中心,放松了对隶属度归一化的条件,对噪声有更好的处理能力。IRIS数据和人造数据的实验结果表明该算法的有效性。     

鲁棒的交叉熵模糊聚类算法

针对模糊C-均值聚类(FCM)算法对噪声敏感、容易收敛到局部极小值的问题,提出一种基于交叉熵的模糊聚类算法。通过引入交叉熵重新定义了传统FCM算法的目标函数,利用交叉熵度量样本隶属度之间的差异性,并采用拉格朗日求解方法和朗伯W函数解决了目标函数的优化问题,此外,分析了样本划分矩阵的分布情况,依据分布特性对噪声样本进行识别。人工数据集合和标准数据集加噪的实验结果表明,该算法提高了传统FCM算法的抗干扰能力,具有更强的鲁棒性,噪声样本识别的准确率较高。     

基于核的模糊熵聚类算法

Dat Tran等提出的模糊熵聚类算法FEC是模糊C均值聚类算法FCM的一种改进,FEC在FCM的基础上引入熵的概念,对隶属度值分布方面进行算法的优化,但FCM与FEC二者在非线性可分数据处理时表现并不理想。本文提出一种新的基于核的模糊熵聚类算法KFEC,结合模糊熵聚类算法和核聚类算法的优点来增强聚类效果。对比实验表明KFEC能够处理非线性可分的数据的聚类问题,在一定程度上提高了聚类的质量。     

离群模糊核聚类算法

一般说来,离群点是远离其他数据点的数据,但很可能包含着极其重要的信息.提出了一种新的离群模糊核聚类算法来发现样本集中的离群点.通过Mercer核把原来的数据空间映射到特征空间,并为特征空间的每个向量分配一个动态权值,在经典的FCM模糊聚类算法的基础上得到了一个特征空间内的全新的聚类目标函数,通过对目标函数的优化,最终得到了各个数据的权值,根据权值的大小标识出样本集中的离群点.仿真实验的结果表明了该离群模糊核聚类算法的可行性和有效性.     

基于核聚类进化算法的音乐情感模糊计算模型

音乐情感计算涉及到多维度多层次结构的复杂情感表征问题,而情感本身所具有的模糊性、细微性和多样性,使得传统的情感识别方法普遍效率低下且正确率不高.为提高识别精度,首先利用高斯径向基函数进行非线性映射,来分辨、提取并放大更多的细节信息.然后通过深入剖析中国古琴乐曲,从中抽取出影响最大的六个情感特征值,并在非线性映射的基础上,构造一种基于核聚类进化算法的音乐情感模糊计算模型.在此基础上,进一步针对算法中统一设定簇半径阈值的不足,提出基于蚁群算法的规则调整策略,并进行系统实验.实验结果表明,与基于概率统计的Beyes分类方法相比,优化后的模糊计算模型具有较好的识别效果.     

修正核函数模糊聚类算法

应用核函数度量的紧致性和分离性,给出了一种新的聚类有效性指标KKW,由KKW指标得到最优聚类数并用于修正核函数模糊聚类算法(MKFCM),由于经过了修正核函数的映射,使原来没有显现的特征突显出来。用MKFCM对Wine和glass数据集进行聚类,每一类的聚类正确度大于90%;对于缺失数据的Wisconsin Breast Cancer 数据,错分率为4.72%。该聚类方法在性能上比经典聚类算法有所改进,具有更快的收敛速度以及较高的准确度。仿真实验的结果证实了修正核聚类方法的可行性和有效性。     

快速鲁棒核空间模糊聚类分割

目的 传统模糊C-均值聚类应用于图像分割仅考虑像素本身的聚类问题,无法克服噪声干扰对图像分割结果的影响,不利于受到噪声干扰的工业图像、医学影像和高分遥感影像等进行目标提取、识别和解译。嵌入像素空间邻域信息或局部信息的鲁棒模糊C-均值聚类分割算法是近年来图像分割理论研究中的热点课题。为此,针对现有的鲁棒核空间模糊聚类算法非常耗时且抑制噪声能力弱、不适合强噪声干扰下大幅面图像快速分割等问题,提出一种快速鲁棒核空间模糊聚类分割算法。方法 利用待分割图像中像素邻域的灰度信息和空间位置等信息构建线性加权滤波图像,对其进行鲁棒核空间模糊聚类。为了进一步提高算法实时性,引入当前聚类像素与其邻域像素均值所对应的2维直方图信息,构造一种基于2维直方图的鲁棒核空间模糊聚类快速分割最优化数学模型,采用拉格朗日乘子法获得图像分割的像素聚类迭代表达式。结果 对大幅面图像添加一定强度的高斯、椒盐以及混合噪声,以及未加噪标准图像的分割测试结果表明,本文算法比基于邻域空间约束的核模糊C-均值聚类等算法的峰值信噪比至少提高1.5 dB,误分率降低约5%,聚类性能评价的划分系数提高约10%,运行速度比核模糊C-均值聚类和基于邻域空间约束的鲁棒核模糊C-均值聚类算法至少提高30%,与1维直方图核空间模糊C-均值聚类算法具有相当的时间开销,所得分割结果具有较好的主观视觉效果。结论 通过理论分析和实验验证,本文算法相比现有空间邻域信息约束的鲁棒核空间模糊聚类等算法具有更强的抗噪鲁棒性、更优的分割性能和实时性,对大幅面遥感、医学等影像快速解译具有积极的促进作用,能更好地满足实时性要求较高场合的图像分割需要。     

基于遗传模糊核聚类的图像分割

针对红外图像的特点和模糊聚类算法对噪声、初始聚类中心敏感等问题,提出一种遗传模糊核聚类算法.该算法对红外图像像素灰度值进行全局的聚类分析并计算最优的聚类中心和隶属度矩阵,根据聚类结果和最大隶属度原则进行红外图像分割.通过实验验证,文中算法能较好地分割含高斯噪声、背景简单或复杂的红外图像.     

无线供能移动边缘计算系统的安全卸载优化

针对能量受限的多用户移动边缘计算（MEC）系统存在恶意窃听节点的问题,提出一种联合无线能量传输（WPT）和MEC的安全部分计算卸载方案。该方法以系统接入点（AP）能耗最小化为优化目标,在计算延迟、安全卸载和能量捕获约束条件下,联合优化AP能量传输协方差矩阵、本地CPU频率、用户卸载比特数、用户卸载时间分配以及用户传输功率。针对AP能耗最小化问题为非凸问题,首先采用凸差分算法（DCA）将原始非凸问题转换为凸问题,然后采用拉格朗日对偶法以半封闭形式获得问题最优解。当计算任务数为5×10⁵比特时,与本地计算和安全全部计算卸载方法相比,安全部分卸载方案的能量消耗分别降低了61.3%和84.4%;当窃听节点距离超过25 m时,安全部分卸载方案所消耗的能量远小于本地计算和安全全部计算卸载。仿真实验结果表明,在保证物理层安全卸载的情况下,所提方案能够有效降低AP能耗、提高系统性能增益。     

一种协同的FCPM模糊聚类算法

比重隶属度模糊聚类(FCPM)算法可从不同角度解决聚类问题,取得较好效果。协同聚类算法利用不同特征子集之间的协同关系,并与其它聚类算法相结合,可提高原有的聚类性能。文中在FCPM聚类算法的基础上进行改进,将其与协同聚类算法相结合,提出一种协同的FCPM聚类算法。该算法在原有FCPM聚类算法的基础上,提高对数据集的聚类效果。在对数据集Wine和Iris进行测试的结果表明,该方法优于FCPM算法,说明该方法的有效性。     

协同演化算法在聚类中的应用

提出一种协同演化聚类算法,该算法使用改进的掩码方式动态决定聚类中心的数目。将种群划分成两个子种群,分别采用遗传算法和差分进化算法进行演化,遗传算法侧重于全局寻优,差分进化算法注重于局部搜索。在演化的过程中,利用不同的间隔迁移策略相互交换优良个体,使算法的全局探索能力和局部搜索能力得到均衡。通过性能测试、聚类中心数目和运行时间测试等实验证明该算法的优越性。     

一种改进的自适应K近邻聚类算法

为解决传统聚类算法不能处理非球形分布数据的问题,文犤5犦提出了一种自适应k近邻聚类算法。该算法在无需聚类数目的前提下,能有效解决非球形分布数据的聚类问题。但进一步的研究表明,该算法在处理带“奇异”样本的数据集时失去效果。为此,该文给出了一种改进的自适应k近邻聚类算法。仿真结果表明,新算法不仅保持了原算法在处理非球形分布数据时的优良特性,还成功解决了“奇异”样本问题。     

正交模糊k平面聚类算法

在模糊k平面聚类(KPC)算法的基础上,通过引入正交约束提出正交模糊k平面聚类算法(OFKPC)。与KPC及模糊KPC(FKPC)类似,OFKPC仍从原型出发,用k组超平面替代传统的点(类中心)作为聚类原型。同时根据KPC及FKPC的思想,中心超平面是用来尽量区分不同类样本,因此这些超平面法向量构成的矩阵可用来进行特征降维。在人工数据集和UCI数据集上实验表明,OFKPC算法不仅较FKPC算法有更好的聚类效果,且具有更强的特征降维能力。     

按风格划分数据的模糊聚类算法

以K-means和模糊C均值为代表的划分式聚类算法无法有效处理按照风格为标准划分样本的聚类任务.针对此问题,文中提出按风格划分数据的模糊聚类算法.利用风格标准化矩阵表示包含在类簇中样本的风格信息,同时使用逼近标准风格之后的样本计算距离矩阵,并以隶属度表示样本点对于类簇的可代表程度.通过常用的交替优化策略同时优化隶属度矩阵和风格标准化矩阵.文中算法可以有效利用样本的风格信息和样本点与类簇之间的关系信息,在人工数据集和真实数据集上的实验表明算法的有效性.     

模糊C均值算法的聚类有效性评价

模糊C均值( FCM)聚类算法最终形成的聚类质量会受到初始值的设定、簇的个数选定及参数选择等多方面因素的影响。文中对最近发表的5种代表性聚类有效性指数在不同的数据维数、聚类个数和参数等条件下对FCM的聚类有效性评价结果进行对比分析。实验结果表明基于类内紧致度和类间离散度比值的聚类有效性指数对数据维度及噪声较为鲁棒,基于隶属度的聚类有效性指数不适于高维数据等,上述结果可帮助研究人员在不同的应用环境下选择合适的模糊聚类有效性函数。     

一种改进的聚类算法及其在说话人识别上的应用

目前应用最广泛的模糊聚类算法是基于目标函数的模糊k-均值算法．针对该算法存在的缺点。本文提出一种改进的聚类算法．利用遗传算法的全局优化的特点，在能够在正确获得未知对象的聚类中心数目的同时．克服模糊k-均值算法对初始中心点影响的缺陷。将该聚类算法用于确定EBF(椭圆基函数)网络的隐层节点和中心值等参数，在不依赖文本的话者确认实验中．获得了较好的识别效果。     

一种求解控制理论问题的新工具:LMI凸优化方法

系统和控制理论中许多重要的问题,都可转化为线性矩阵不等式约束的凸优化问题,从而使其在数值上易于求解,在阐述了线性矩阵不等式方法的基本概念和内容后,介绍有关算法及计算软件。