改进的模糊C-均值聚类算法研究

为解决模糊C-均值（FCM）聚类算法对噪声和孤立点数据敏感、样本分布不均衡的问题,提出了具体的改进和提高的方法：改进隶属度函数,以消除孤立点对聚类结果的影响;为每个样本点赋予一个定量的权值,以区分不同的样本点对于知识发现的不同作用,改善噪音和分布不均衡的样本集的聚类结果。实验结果表明该算法具有更好的健壮性和聚类效果。     

改进FCM聚类算法及其在入侵检测中的应用

针对模糊C-均值（FCM）算法的局限性,提出了一种具有两阶段的模糊FCM聚类改进算法。通过加入点密度函数加权系数和样本特征矢量权重对FCM聚类算法中的目标函数进行改造,进而给出迭代推导公式和算法描述。该算法克服了样本分布不均匀和样本特征矢量对分类贡献不均衡的情况,有效地提高了聚类精度。最后利用KDD CUP 99数据集进行实验,结果表明该算法具有良好的可靠性和可行性。     

基于初始聚类中心选取的改进FCM聚类算法

针对模糊C-均值(Fuzzy C-Means,FCM)算法聚类效果往往受到初始聚类中心影响,收敛结果易陷入局部极小的问题,提出了一种改进的模糊C均值聚类算法.算法给出了一种简洁快速的初始聚类中心的选取规则,并根据聚类中心的分离特性改进了目标函数,从而使获得的聚类结果为全局最优.仿真结果证明新算法与传统FCM方法相比,迭代次数少,准确率高,同时也更加适用于样本数据分类不均衡的聚类问题.     

改进的FCM聚类算法在Weka平台的应用

模糊C-均值聚类算法是目前应用最广泛的聚类算法,但其仍然存在对孤立点敏感及对初始中心点依赖等问题.为此,提出了一种改进的基于样本加权的模糊聚类算法,该算法可以更加准确的获得初始中心点且去除噪声点.同时,针对Weka系统中聚类算法的薄弱性以及聚类问题在数据挖掘领域的广泛性,本文对此平台进行二次开发并对传统FCM算法与改进算法进行研究.研究发现,改进算法使得聚类结果稳定,且能准确获得聚类结果,提高了算法准确率.     

基于初始聚类中心优化的K-均值算法

针对传统的K-均值算法对初始聚类中心的选取和孤立点敏感的问题,本文提出了一种基于点密度的初始聚类中心选取方法。利用该方法选出初始聚类中心,再应用K-均值算法进行聚类,同时对孤立点进行特殊处理。实验表明,该方法能够产生高质量的聚类结果。     

基于粒子群优化的模糊C一均值聚类算法研究

针对用模糊C-均值聚类算法选择初始聚类中心敏感及模糊加权指数m对模糊C-均值聚类算法的聚类性能影响较大等问题,利用粒子群优化算法的全局寻优能力强及收敛速度较快的特点,结合模糊C-均值算法提出一种新的模糊聚类算法;采用了一种简单有效的粒子编码方法,将初始聚类中心和模糊加权指数m同时进行粒子群优化搜索,在得到最优适应度的同时,m也收敛到一个稳定的最优解,从而有效地解决了上述问题。算法在人工合成数据集和多个UCI数据集上都取得了较好的效果。     

基于粒子群模糊C-均值聚类的图像分割算法

模糊C-均值（FCM）聚类算法是一种结合无监督聚类和模糊集合概念的图像分割技术,比较有效,但存在着受初始聚类中心和隶属度矩阵影响,可能收敛到局部极小的缺点。将粒子群优化算法（PSO）与模糊C-均值聚类算法相结合,实现了基于粒子群模糊C-均值聚类的图像分割算法。实验表明,该方法具有搜索全局最优解的能力,因而可得到很好的图像分割结果。     

密集簇中心二次模糊聚类算法

针对模糊C-均值聚类算法偏好发现球形簇,以及对孤立点非常敏感的问题,提出了密集簇中心二次模糊聚类算法,其中引入聚类有效性度量函数,并进行了有效的孤立点处理,最终的模糊簇由多个代表点共同表示,故算法可有效发现数据集中的自然簇数目,对簇的大小和形状没有偏好性,且在孤立点的处理上具有较好的健壮性.另外,随机采样过程方便地实现了上述算法在大型数据集上的扩展;与模糊C-均值聚类算法的实验结果比较也表明了该算法的优越性.     

核空间广义均衡模糊C-均值聚类算法

目的 针对现有广义均衡模糊C-均值聚类不收敛问题,提出一种改进广义均衡模糊聚类新算法,并将其推广至再生希尔伯特核空间以便提高该类算法的普适性。方法 在现有广义均衡模糊C-均值聚类目标函数的基础上,利用Schweizer T范数极限表达式的性质构造了新的广义均衡模糊C-均值聚类最优化目标函数,然后采用拉格朗日乘子法获取其迭代求解所对应的隶属度和聚类中心表达式,同时对其聚类中心迭代表达式进行修改并得到一类聚类性能显著改善的修正聚类算法;最后利用非线性函数将数据样本映射至高维特征空间获得核空间广义均衡模糊聚类算法。结果 对Iris标准文本数据聚类和灰度图像分割测试表明,提出的改进广义均衡模模糊聚类新算法及其修正算法具有良好的分类性能,核空间广义均衡模糊聚类算法对比现有融入类间距离的改进模糊C-均值聚类(FCS)算法和改进再生核空间的模糊局部C-均值聚类(KFLICM)算法能将图像分割的误分率降低10%30%。结论 本文算法克服了现有广义均衡模糊C-均值聚类算法的缺陷,同时改善了聚类性能,适合复杂数据聚类分析的需要。     

模糊C-均值聚类算法的优化

针对传统模糊C-均值聚类算法（FCM算法）初始聚类中心选择的随机性和距离向量公式应用的局限性,提出一种基于密度和马氏距离优化的模糊C-均值聚类算法（Fuzzy C-Means Based on Mahalanobis and Density,FCMBMD算法）。该算法通过计算样本点的密度来确定初始聚类中心,避免了初始聚类中心随机选取而产生的聚类结果的不稳定;采用马氏距离计算样本集的相似度,以满足不同度量单位数据的要求。实验结果表明,FCMBMD算法在聚类中心、收敛速度、迭代次数以及准确率等方面具有良好的效果。     

基于自适应权重的粗糙K均值聚类算法

原有Rough K-means算法中类的上、下近似采用固定经验权重,其科学性值得商榷,针对这一问题,设计了一种基于自适应权重的粗糙K均值聚类算法。基于自适应权重的粗糙聚类算法在每一次迭代过程中,根据当前的数据划分状态,动态计算每个样本对于类的权重,降低了原有算法对初始权重的依赖。此外,该算法采用近似集合中的高斯距离比例来表现样本权重,从而可以在多种数据分布上得到更精确的聚类结果。实验结果表明,基于自适应权重的粗糙K均值算法是一种较优的聚类算法。     

基于加权模糊C均值聚类的空预器积灰监测研究

电站空预器积灰会严重影响机组运行经济性。提出加权模糊C均值聚类算法对空预器积灰程度进行监测,该方法计算多维样本中每一维数据的标准差,将其作为权重,计算样本与类心之间的加权欧式距离,降低模糊C均值聚类算法对离群点的敏感度。利用人工数据对该方法进行验证,结果表明,相比于传统模糊C均值聚类算法,提出的方法对离群点识别更加准确,分类结果更加合理。进一步将此方法用于空预器实际运行数据中,结果表明,此方法能够有效反映出空预器积灰程度随运行时间的变化。     

基于模糊C 均值图像抗噪分割方法的研究

针对含有噪声且光线不均的医学图像,提出了一种基于模糊C 均值聚类的图像分 割算法。模糊C 均值聚类算法描述简洁、易于实现、分割效果好,在图像分割应用领域得到了 快速发展,但也存在着对噪声敏感的问题。考虑到提取的医学图像数据中必定包含噪声,因此 通过修改目标模糊函数J(u, v),在引入像素点邻域信息的基础上,对邻域信息加入了惩罚因子。 弥补了传统模糊C 均值聚类算法的不足,使该方法对含有噪声的医学图像更加有效。实验分析 表明了算法的有效性和实用性。     

基于对偶树复小波变换的模糊纹理分割

提出了一种基于对偶树复小波变换的模糊纹理图像分割算法,该方法包括纹理特征提取和纹理分类两个阶段,其中,特征提取在对偶树复小波变换的基础上进行;纹理分类可以直接用模糊C均值算法进行聚类从而完成纹理的分割,但由于该算法中隶属度函数是基于样本到类中心的距离设计的,这对非球形分布数据很不合理,针对该问题,引入样本与样本的紧致度来度量类中各个样本之间的关系从而修正隶属度函数,并将其用于纹理分类。实验结果表明与模糊C均值算法在运行时间上相差不大的情况下,改进的方法在分割精度、边缘准确性和区域一致性上都得到了明显的改善。     

Single point iterative weighted fuzzy C-means clustering algorithm for remote sensing image segmentation

In this paper, a remote sensing image segmentation procedure that utilizes a single point iterative weighted fuzzy C-means clustering algorithm is proposed based upon the prior information. This method can solve the fuzzy C-means algorithm's problem that the clustering quality is greatly affected by the data distributing and the stochastic initializing the centrals of clustering. After the probability statistics of original data, the weights of data attribute are designed to adjust original samples to the uniform distribution, and added in the process of cyclic iteration, which could be suitable for the character of fuzzy C-means algorithm so as to improve the precision. Furthermore, appropriate initial clustering centers adjacent to the actual final clustering centers can be found by the proposed single point adjustment method, which could promote the convergence speed of the overall iterative process and drastically reduce the calculation time. Otherwise, the modified algorithm is updated from multidimensional data analysis to color images clustering. Moreover, with the comparison experiments of the UCI data sets, public Berkeley segmentation dataset and the actual remote sensing data, the real validity of proposed algorithm is proved.     

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。     

一种改进的模糊C均值聚类算法

针对数据集中若存在孤立点或者是噪声数据会影响模糊C均值聚类算法(FCM)的聚类性能问题,本文将离群点的辨认方法与FCM算法相结合,提出一种改进的FCM聚类算法。该算法有效地降低了孤立点或噪声数据对正常数据的影响,提高了FCM算法的聚类精度。将该算法在入侵检测系统中进行实验验证,通过与FCM算法进行对比分析,证明了该算法的有效性和可行性。     

应用于三维点云数据去噪的改进C均值算法

针对三维激光扫描仪采集到的点云数据中离群点不易区分和去噪难度大的问题,提出了一种改进的C均值算法。通过分析三维点云数据特征,在传统C均值算法中引入模糊聚类权重因子,降低类内距离和拉大类间距离,有效增强了离群点特征以降低识别难度。进而将识别出的噪声分类别处理,利用改进的C均值算法去除大尺度噪声,构造双边滤波算法去除小尺度噪声数据。与密度聚类算法、正交整体最小二乘平面拟合和基于特征选择的双边滤波点云去噪等算法相比,去噪准确度分别提升了7.3%、6.5%和6.0%,实验结果表明该算法可以有效去除大尺度噪声并能较好地保留有效数据。