模糊C均值聚类图像分割的改进遗传算法研究

基于模糊C均值（FCM）聚类算法,并利用遗传算法全局随机搜索的特点,提出了一种图像分割的改进遗传算法。该算法首先采用一种初值化算法确定合适的遗传算法的初始搜索范围,然后对遗传算法中的编码方式、交叉算子、变异算子等参数进行了一些适当改进,进而给出了该算法的理论推导和算法的具体实现步骤。该算法除了解决模糊C均值聚类算法在医学图像分割中容易陷入局部最优解的问题,而且采用的初值化算法比标准的遗传模糊C均值聚类算法能确定更合适的遗传算法的初始搜索范围,从而加速了遗传算法的收敛过程。实验表明,该方法相对于标准的遗传模糊C均值聚类算法,效果要好得多。     

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。     

改进的模糊C-均值聚类算法

为了克服模糊C-均值（FCM）聚类算法易陷入局部极小值和对初始值敏感的缺点,提出了一种基于改进量子蚁群的模糊聚类算法。将量子计算原理和蚁群算法相结合来改进FCM算法。初期采用量子遗传算法生成信息素分布,后期利用蚁群算法的全局搜索性、并行计算性等特点避免聚类陷入局部最优解。实验证明该算法保证了种群的多样性,有较好的全局收敛性,克服了模糊C-均值聚类算法的不足,能有效解决未成熟收敛的问题,使聚类问题最终快速、有效地收敛到全局最优解。     

基于Levy飞行的萤火虫模糊聚类算法

针对模糊C均值（FCM）聚类算法易受初始聚类中心影响而陷入局部最优问题,提出了一种基于Levy飞行的萤火虫模糊聚类算法（LFAFCM）。该算法改变萤火虫算法的随机移动策略,以平衡算法局部搜索和全局搜索能力;萤火虫位置更新过程中引入Levy飞行机制,以提高全局寻优能力;根据迭代次数和萤火虫位置动态调整每个萤火虫的尺度系数,以限制Levy飞行可搜索范围,并加快算法收敛速度。利用5个UCI数据集对算法进行实验验证,实验结果表明,该算法有效避免了陷入局部最优并具有较快的收敛速度。     

一种基于蚁群算法的模糊C均值聚类

针对模糊C均值(FCM)聚类算法,在选取聚类中心点时采用随机选取易使得迭代过程陷入局部最优解,FCM算法自身并不能确定聚类个数需要人为设定,并在数据分类应用时具有了一定误差的问题,提出了一种基于蚁群算法的FCM聚类算法。该算法根据蚁群聚类算法确定模糊聚类个数和FCM算法的初始聚类中心：利用蚁群算法的全局搜索性、并行计算性等特点避免了聚类陷入局部最优解：仿真结果表明了该算法的有效性。     

基于遗传算法的模糊聚类分析

模糊C-均值聚类(FCM)应用广泛，但是它容易陷入局部最优，且对初始值很敏感。该文提出了一种基于遗传算法的模糊聚类方法，首先用遗传算法对模糊聚类中聚类中心的个数和聚类中心的选取进行指导，然后利用FCM进行聚类。实验结果表明：该方法可以在一定程度上避免FCM算法对初始值敏感和容易陷入局部最优解的缺陷，使聚类更合理，效果很好。     

基于PSO的模糊聚类算法

提出了一种基于模糊C-均值算法和粒子群算法的混合聚类算法。该算法结合PSO的全局搜索和FCM局部搜索的特点，将PSO优化聚类结果作为后续FCM算法的初始值，有效地克服了FCM对初始值敏感、易陷入局部最优和PSO算法局部搜索较弱的问题，同时增强了跳出局部最优的能力。实验表明，新算法得到的目标函数值更小，并能减小分类错误率，聚类效果优于单一使用FCM或PSO。     

基于改进的粒子群优化的模糊C-均值聚类算法

利用粒子群优化（PSO）算法全局寻优的特点,很大程度上避免了模糊C-均值聚类（FCM）算法对初值敏感、易陷入局部收敛的缺陷.利用收敛速度快的K均值聚类法得到的聚类中心作为PSO算法初始聚类中心的参考,提出一种新的模糊C-均值聚类算法Improved PSO FCM.实验结果表明,论文算法提高了FCM的搜索能力,聚类更为准确,效率更高.     

基于GEP的遥感数字图像模糊聚类研究

针对遥感信息的不确定性和混合像元问题,分析FCM算法。为了避免FCM初值选取不当而陷入局部最优,提出基于基因表达式编程的遥感数字图像模糊聚类算法。该算法可以利用外层GEP算法的全局寻优能力,确定最佳初始聚类中心,再利用内层FCM算法的模糊聚类和局部快速收敛的特性获得遥感数字图像的最优聚类。     

改进的粒子群模糊聚类算法

针对传统的模糊C-均值聚类算法对初始聚类中心较敏感、易陷入局部最优的缺点,将粒子群优化算法和FCM算法相结合,提出一种改进的模糊聚类算法。该算法利用粒子群算法的全局搜索能力代替FCM算法寻找初始聚类中心,使其跳出局部最优,实现模糊聚类。主要从反映数据集分类的类内紧致性程度和类间分离性程度的角度考虑,重新设计适应度函数。实验结果表明,提出的算法在聚类正确率和有效性指标上有更好的效果。     

基于 PSO的快速模糊 C均值图像分割算法 *

利用粒子群算法全局性和鲁棒性的特点 ,可以解决模糊 C均值算法 ( FCM)用于图像分割时对初始值敏感、容易陷入局部极小值的问题。但是设定粒子群算法的初始搜索范围依赖于人的经验 ,并且所设范围往往过大,影响算法的执行速度 ,为此提出用收敛速度快的 K均值聚类法得到的聚类中心作为粒子群算法初始搜索范围的参考 ,缩小粒子群算法的搜索范围 ,提高算法执行速度。实验表明该算法具有较高的分割速度和良好的抑制噪声的能力。     

基于遗传算法的模糊模式识别及其应用

针对谷物害虫图像识别的特点，提出了基于模糊理论的害虫图像识别方法。对模糊C-均值聚类做了简要分析和评论，在此基础上将遗传算法引入模糊聚类，利用其搜索的随机和并行性，克服了模糊C-均值聚类的局部性和对初始聚类中心的敏感性；采用了基于贴近度和择近原则的模糊识别方法，分析了格贴近度的不足之处，并对之进行了改进。实验结果表明了上述方法是有效的，可行的，扩大了遗传算法和模糊理论的应用范围。     

基于智能优化算法的模糊软子空间聚类方法

为解决选定特征上的聚类问题和模糊C-均值聚类存在的初始值敏感、易陷入局部最优的问题,提出了一种基于改进萤火虫算法的模糊软子空间聚类方法。该方法在模糊C-均值聚类算法的基础上,采用基于数据可靠性的k-均值算法中特征权值的计算方法,并结合萤火虫算法的全局搜索能力对所有的特征子空间进行搜索;设计了一种目标函数来对聚类结果和子空间所包含的特征维进行评估,并利用目标函数改进了萤火虫算法的搜索公式。实验结果表明,该方法能有效地收敛于全局最优解,具有良好的聚类效果和抗噪性。     

基于选择和变异机制的蛙跳FCM算法

为了改进模糊C-均值(FCM)聚类算法对初始值和噪声数据敏感,且易陷入局部极小值的缺点,提出一种基于选择和变异机制的蛙跳FCM算法(SMSFLA-FCM)。该算法首先将线性递减的惯性权重引入蛙跳算法的更新策略中,按照一定的概率选择适应度值较优的青蛙代替较差青蛙,并对每只青蛙个体以不同的概率变异;再用改进后的蛙跳算法求得最优解作为FCM算法的初始聚类中心;然后利用FCM优化初始聚类中心;最后求得全局最优解,从而有效克服了FCM算法的缺点。人造数据和经典数据集的实验结果表明,SMSFLA-FCM与SF-LA-FCM和FCM聚类算法相比,提高了算法的寻优能力,且迭代次数更少,聚类效果更好。     

SFLA-FCM聚类算法在化工过程中的应用

针对化工生产过程的安全性问题,提出基于混合蛙跳(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)的FCM聚类算法。该算法引入寻优能力强的SFLA求得最优解作为FCM算法的初始聚类中心,然后利用FCM算法优化初始聚类中心,最后求得全局最优解,从而有效避免了F C M算法易陷入局部最优和对初始值敏感的缺点。将该算法用于化工生产状态数据的聚类分析,实验结果表明,本文算法与F C M聚类算法相比,提高了算法的寻优能力,聚类效果更好;并且能够快速、客观地对化工生产过程的状态进行判别,为其安全运行提供了保障。     

基于免疫单亲遗传和模糊C均值的聚类算法

聚类算法是数据挖掘中的重要方法。为了克服FCM初始值敏感、客易陷入局部最优解以及普通遗传算法聚类时的搜索速度和聚类精度的矛盾，在分析FCM算法和基于道传聚类算法的不足基础上，提出了一种基于免疫单亲遗传和模糊C均值的混合聚类算法，先以免疫单亲遗传聚类算法初始化，找到接近全局的最优解，再用FCM算法进行求解。实验表明，它既较好地解决了局部最优问题，又可以利用FCM的优点来提高整体的收敛速度。     

广义多变量模糊C均值聚类算法

模糊聚类算法为了保证算法的收敛性,要求模糊指标m取值大于1,这限制了算法的普适性。提出广义多变量模糊C均值聚类算法(GMFCM),在多变量模糊C均值聚类算法(MFCM)的基础上,利用粒子群优化算法对分量模糊隶属度进行优化估计,进而将模糊指标拓展到m>0的情况,同时采用梯度法得到算法聚类中心迭代公式。GMFCM理论分析了模糊指标m扩展的原理,研究了模糊指标m在不同取值情况下的性质,解释了模糊指标m的实际意义,讨论了GMFCM算法的收敛性。GMFCM继承了MFCM算法的样本分量区分性能,弥补了MFCM算法聚类中心分量与样本分量重合时的不完备性,突破了模糊聚类算法对参数m的约束,提高了模糊聚类算法的普适性。基于gauss数据集和UCI数据集的仿真测试验证了所提算法的有效性。     

基于模糊C均值的改进人工蜂群聚类算法*

传统的模糊C-均值聚类算法存在对初始聚类中心选择与噪声数据敏感,容易使目标函数陷入局部最优的问题以及标准人工蜂群算法局部搜索能力及开发能力不强的缺点,针对这个问题,引进差分进化的思想改进人工蜂群算法并对跟随蜂的搜索行为进行更准确的描述,结合模糊C-均值聚类算法具有收敛速度快、易于实现且局部搜索能力较强的优点,提出一种基于模糊C-均值的改进人工蜂群聚类算法以提高聚类的性能。实验结果表明：该算法相对于传统FCM聚类算法,准确率和抗噪性有所提高,聚类的效果更好。