基于代表点的快速聚类算法

针对传统的层次聚类算法每次迭代只将距离最小的那对类簇合并,容易受离群点影响,偏向于发现凸状或球状簇等缺点,受CURE算法启发,采用簇中固定数量代表点来代表簇对象进行距离的计算,并结合90_10规则,提出了一种改进的层次聚类算法REPBFC（REpresentative Points Based Fast Clustering）,实验表明该算法是有效的。     

基于边界距离的多向量文本聚类方法

文本聚类是自然语言处理中的一项重要研究课题,主要应用于信息检索和Web挖掘等领域。其中的关键是文本的表示和聚类算法。在层次聚类的基础上,提出了一种新的基于边界距离的层次聚类算法,该方法通过选择两个类间边缘样本点的距离作为类间距离,有效地利用类的边界信息,提高类间距离计算的准确性。综合考虑不同词性特征对文本的贡献,采用多向量模型对文本进行表示。不同文本集上的实验表明,基于边界距离的多向量文本聚类算法取得了较好的性能。     

优化初始聚类中心的K-means聚类算法

针对传统K-means算法对初始中心十分敏感,聚类结果不稳定问题,提出了一种改进K-means聚类算法。该算法首先计算样本间的距离,根据样本距离找出距离最近的两点形成集合,根据点与集合的计算公式找出其他所有离集合最近的点,直到集合内数据数目大于或等于[α]（[α]为样本集数据点数目与聚类的簇类数目的比值）,再把该集合从样本集中删除,重复以上步骤得到K（K为簇类数目）个集合,计算每个集合的均值作为初始中心,并根据K-means算法得到最终的聚类结果。在Wine、Hayes-Roth、Iris、Tae、Heart-stalog、Ionosphere、Haberman数据集中,改进算法比传统K-means、K-means++算法的聚类结果更稳定;在Wine、Iris、Tae数据集中,比最小方差优化初始聚类中心的K-means算法聚类准确率更高,且在7组数据集中改进算法得到的轮廓系数和F1值最大。对于密度差异较大数据集,聚类结果比传统K-means、K-means++算法更稳定,更准确,且比最小方差优化初始聚类中心的K-means算法更高效。     

基于成对约束的半监督凝聚层次聚类算法

半监督聚类就是利用样本的监督信息来帮助提升无监督学习的性能。在半监督聚类中,成对约束(must-link约束和cannot-link约束)作为样本的先验知识被广泛地使用。凝聚层次聚类(AHC)也叫合成聚类,是层次聚类法的一种。提出了一种基于成对约束的半监督凝聚层次聚类算法(PS-AHC),该算法利用成对约束来改变聚类簇之间的距离,使聚类簇之间的距离更真实。在UCI数据集上的实验表明,PS-AHC能有效地提高聚类的准确率,是一种有前景的半监督聚类算法。     

基于划分和凝聚层次聚类的无监督异常检测

将信息熵理论应用于入侵检测的聚类问题,给出在混合属性条件下数据之间距离、数据与簇之间距离、簇与簇之间距离的定义,以整体相似度的聚类质量评价标准作为聚类合并的策略,提出了一种基于划分和凝聚层次聚类的无监督的异常检测算法。算法分析和实验结果表明,该算法具有较好的检测性能并能有效检测出未知入侵行为。     

基于K-中心点聚类算法的论坛信息识别技术研究

提出了一种从非确定结构的论坛页面自动获取信息区域的方法.该方法在对K-中心点聚类算法的研究基础上克服了算法中固定簇数的缺陷,并在算法的簇中心距离计算中引入Smith-Waterman改进算法,提高了算法聚类的精确度.通过对大量论坛网页进行信息识别的实验显示,该方法切实可行并且具有较高的准确性.     

基于层次聚类改进SMOTE的过采样方法

针对SMOTE算法在合成少数类新样本时存在的不足,提出了一种基于层次聚类算法改进的SMOTE过采样法H-SMOTE。该算法首先对少数类样本进行层次聚类,其次根据提出的簇密度分布函数,计算各个簇的簇密度,最后在各个簇中利用改进的SMOTE算法进行过采样,提高合成样本的多样性,得到新的平衡数据集。通过对UCI数据集的实验表明,H-SMOTE算法的分类效果得到明显的提升。     

一种改进的动态K-means聚类算法

针对初始聚类中心对传统K-means算法的聚类结果有较大影响的问题,提出一种依据样本点类内距离动态调整中心点类间距离的初始聚类中心选取方法,由此得到的初始聚类中心点尽可能分散且具代表性,能有效避免K-means算法陷入局部最优。通过UCI数据集上的数据对改进算法进行实验,结果表明改进的算法提高了聚类的准确性。     

基于连通距离和连通强度的BIRCH改进算法

为解决利用层次方法的平衡迭代规约和聚类（BIRCH）算法聚类结果依赖于数据对象的添加顺序，且对非球状的簇聚类效果不好以及受簇直径阈值的限制每个簇只能包含数量相近的数据对象的问题，提出一种改进的BIRCH算法。该算法用描述数据对象个体间连通性的连通距离和连通强度阈值替代簇直径阈值，还将簇合并的步骤加入到聚类特征树的生成过程中。在自定义及iris、wine、pendigits数据集上的实验结果表明，该算法比多阈值BIRCH、密度改进BIRCH等现有改进算法的聚类准确率更高，尤其在大数据集上比密度改进BIRCH准确率提高6个百分点，耗时降低61%。说明该算法能够适用于在线实时增量数据，可以识别非球形簇和体积不均匀簇，具有去噪功能，且时间和空间复杂度明显降低。     

基于互信息与层次聚类双重特征选择的改进朴素贝叶斯算法

根据朴素贝叶斯算法的特征条件独立假设,提出一种基于互信息和层次聚类双重特征选择的改进朴素贝叶斯算法。通过互信息方法剔除不相关的特征,然后依据欧氏距离将删减后的特征进行分层聚类,通过粒子群算法得到聚类簇的数量,最后将每个聚类簇中与类别互信息最高的特征合并为特征子集,并由朴素贝叶斯算法得到分类准确率。根据实验结果可知,该算法可以有效减少特征之间的相关性,提升算法的分类性能。     

一种面向不完备数据的集对粒层次聚类算法

针对现有层次聚类算法难以处理不完备数据集,同时考虑样本与类簇之间的不确定关系,提出一种面向不完备数据的集对粒层次聚类算法-SPGCURE.首先,采用集对信息粒的知识对缺失值进行处理,不同于以往算法中将缺失属性删除或者填充,用集对联系度中的差异度来表示缺失属性值,提出一种改进的集对信息距离度量方法,用于考量不完备数据样本间的紧密程度;其次,基于改进后的集对距离度量,给出各个类簇的类内平均距离的定义,形成以正同域Cs(样本一定属于类簇)、边界域Cu(样本可能属于类簇)和负反域Co(样本不属于类簇)表示的集对粒层次聚类;SPGCURE算法在完备和不完备数据都适用,最后,选用5个经典的UCI数据集,与常用的经典及改进聚类算法进行实验评价,结果表明,SPGCURE算法在准确度、F-measure、调整兰德系数和标准互信息等指标上均具有不错的聚类性能.     

空间离散点的方向聚类研究

经典的聚类方法(如划分方法、层次方法等)的聚类相似度由点与点之间的距离决定。但在空间数据的分布中,数据间的方向变化往往产生不同的类簇。空间离散点的方向可以是空间的任意方向,通过将空间离散点的方向转换为其所在三角面的方向,设计并实现了空间离散点在一定方向变化阈值内的方向聚类。设计各点间等间距的金字塔形实验数据,使用空间离散点方向聚类算法成功实现了对实验数据进行聚类。以内蒙古某露天煤矿的实际测量点数据为例,使用该聚类算法成功实现对露天矿采场的测量点进行聚类。     

方向相似性聚类方法DSCM

针对方向性数据提出了一种鲁棒的基于方向相似性度量的聚类方法DSCM．DSCM首先基于方向性度量构造目标函数，然后通过不动点迭代法对目标函数优化，获得各个样本的最终稳定状态，最后基于样本的最终状态集利用层次聚类技术实现聚类．DSCM的优势在于对方向性数据聚类时不依赖于具体的初始化参数，且能自组织地求解最优聚类划分因而有很好的鲁棒性．通过实验证实了DSCM的有效性以及对已有的两个传统方向性聚类算法的优越性．     

基于密度和层次的快速聚类算法在数据挖掘中的设计及实现

本论文在对各种算法深入分析的基础上,尤其在对基于密度的聚类算法he基于层次的聚类算法深入研究的基础上,提出了一种全新的基于密度和层次的快速聚类算法。该算法保持了基于密度聚类算法发现任意形状簇的优点,而且具有近似线性的时间复杂性,因此该算法适合对大规模数据的挖掘。理论分析和实验结果也证明了基于密度和层次的聚类算法具有处理任意形状簇的聚类、对噪音数据不敏感的特点,并且其执行效率明显高于传统的DBSCAN算法。     

基于密度峰值和近邻优化的聚类算法

针对密度峰值算法在选取聚类中心时的时间复杂度过高,需要人工选择截断距离并且处理流形数据时有可能出现多个密度峰值,导致聚类准确率下降等问题,提出一种新的密度峰值聚类算法,从聚类中心选择、离群点筛选、数据点分配三方面进行讨论和分析,并给出相应的聚类算法。在聚类中心的选择上采取KNN的思想计算数据点的密度,离群点的筛选和剪枝以及数据点分配则利用Voronoi图的性质,结合数据点的分布特征进行处理,并在最后应用层次聚类的思想以合并相似类簇,提高聚类准确率。实验结果表明:所提算法与实验对比算法相比较,具有较好的聚类效果和准确性。     

基于区间数的不确定性数据聚类算法:UD-OPTICS

在不确定性数据聚类算法的研究中,普遍需要假设不确定性数据服从某种分布,继而获得表示不确定性数据的概率密度函数或概率分布函数,然而这种假设很难保证与实际应用系统中的不确定性数据分布一致。现有的基于密度的算法对初始参数敏感,在对密度不均匀的不确定性数据聚类时,无法发现任意密度的类簇。鉴于这些不足,提出基于区间数的不确定性数据对象排序识别聚类结构算法(UD-OPTICS)。该算法利用区间数理论,结合不确定性数据的相关统计信息来更加合理地表示不确定性数据,提出了低计算复杂度的区间核心距离与区间可达距离的概念与计算方法,将其用于度量不确定性数据间的相似度,拓展类簇与对象排序识别聚类结构。该算法可很好地发现任意密度的类簇。实验结果表明,UD-OPTICS算法具有较高的聚类精度和较低的复杂度。     

不确定GM-CFSFDP聚类算法在滑坡危险性预测中的应用

针对滑坡危险性预测中降雨等不确定诱发因素难以有效处理,CFSFDP算法需要人工尝试设置密度阈值以及对大规模数据集无法进行准确聚类等问题,为了提高滑坡危险性预测准确度,提出一种基于网格与类合并的不确定CFSFDP （简称不确定GM-CFSFDP）聚类算法.该算法首先引入不确定数据处理方法,设计了E-ML距离公式,有效刻画降雨不确定因素;其次通过网格划分的思想把大规模数据集划分到多个网格空间中,实现大规模数据有效编码;计算网格平均密度,建立网格密度阈值分布模型,动态获得网格密度阈值;最后利用层次聚类思想对关联性较高的类进行合并,构建不确定GM-CFSFDP算法模型,在延安宝塔区进行滑坡实例验证.实验结果表明不确定GM-CFSFDP聚类算法获得较高的预测精度,从而验证了该算法在滑坡危险性预测中的可行性和先进性.     

基于密度峰值优化的谱聚类算法

针对经典谱聚类算法无法自适应确定聚类数目、以及在处理大数据量的聚类问题时效率不高的问题,本文提出了一种基于密度峰值优化的谱聚类算法。该方法首先计算数据对象的局部密度,以及每个数据对象与较其他数据对象的最小距离,并依据一定的规则自适应产生初始聚类中心,确定聚类数目。其次,使用Nystr?m抽样来降低特征分解的计算复杂度以达到提高谱聚类算法的效率。实验结果表明,本文方法能够准确地得到聚类数目,并且有效提高聚类的准确率和效率。     

改进的最小生成树自适应分层聚类算法

针对传统最小生成树聚类算法需要事先知道聚类数目和使用静态全局分类依据,导致聚类密度相差较大时,算法有效性下降,计算复杂度大等问题,提出一种改进的最小生成树自适应分层聚类算法,根据最近邻关系,自动为每个聚类簇设定独立的阈值,使之适应分布密度相差较大的情况,并能自动确定聚类数目。实验表明,算法具有较好的性能,尤其对数据密度分布不均匀的情况也能得到较好的聚类结果。     

基于EM算法的文本聚类优化研究

针对现有的文本聚类算法难以取得满意结果的问题，以EM算法为基础，提出能分别描述相似、不相似聚类对的相似性分布以及重要、不重要文档的重要性分布的文本聚类优化模型（text clustering optimization model, TCOM）．基于该模型，设计一种通过合并不同的文本聚类结果以获取最优性能的方法．实验结果表明，利用该方法同时改善了聚类精度和召回率，其性能优于单独使用现有的硬、软聚类算法．