一种特征加权的聚类算法框架

为了考虑数据各维特征对聚类的不同贡献,并把有监督特征评价方法应用到无监督分类问题中,提出一种特征加权的聚类算法框架.该框架首先通过某种聚类算法对数据聚类,然后,根据聚类结果,采用有监督特征评价方法学习各维特征的权值,再根据特征权值重新聚类,之后再次学习特征权值,该过程反复迭代,直至算法收敛或达到指定的迭代次数.欧几里德空间内基于距离、基于密度的聚类算法均适用于本框架.基于本框架,采用模糊C均值聚类算法(FCM)、密度聚类算法(DBSCAN),并通过信息增益特征评价、ReliefF特征评价方法,对多个UCI数据集进行了实验,验证了该框架的有效性.     

一种新聚类算法在基因表达数据分析中的应用

自组织特征映射神经网络与层次聚类算法是两种较经典的分析基因表达数据的聚类算法,但由于基因表达数据的复杂性与不稳定性,这两种算法都存在着自身的优劣。因此,在比较两种算法差异性的基础上,创造性地提出了一种新算法,即通过SOM算法对基因表达数据进行聚类,再用层次聚类将每个类对应的神经元权值二次聚类,并将此算法应用在酵母菌基因表达数据中,用实验证明改进算法克服了自组织算法的一些缺陷,提高了基因聚类的效能。     

IncSNN——一种基于密度的增量聚类算法

基于密度的聚类算法是一类重要的聚类算法,能发现任意形状的簇,但由于它的时间复杂度较高,因此设计有效的增量更新算法是一个重要研究方向.在SNN算法的基础上,提出一种基于密度的增量聚类算法-IncSNN.该算法将所更新对象的空间进行划分,定义了基于该划分的最近邻居的概念,进而确定了受影响对象的集合,当算法更新时,只需要对受影响的数据进行处理.由于受影响对象的集合远小于原数据集合,因此显著提高了算法的效率.实验结果验证了IncSNN的有效性.     

基于密度的不确定性数据概率聚类

近期传感数据监测和移动对象跟踪等许多从自然界直接采集数据的新应用引发了不确定性数据管理这一新的研究课题.这些应用中相关数据的不确定性为传统的数据处理方法提出了新的挑战.探讨的重点是不确定性数据的聚类.提出了一个针对不确定性数据的基于密度的聚类算法,根据不确定性数据内在的概率分布信息进行概率聚类,并采用R树索引和概率阀值索引提高算法的效率.仿真试验表明,提出的算法在有效性和效率方面均优于当前主要的基于密度的不确定性数据聚类算法.     

量子行为粒子群算法在基因聚类中的应用

在PSO算法的基础上提出的基于量子行为的QPSO算法,并将其应用到基因表达数据集上。QPSO基因聚类算法是将N条基因根据使TWCV（Total Within-Cluster Variation）函数值达到最小分到由用户指定的K个聚类中。根据K-means算法的优点,利用K-means聚类的结果重新初始化粒子群,结合QPSO和PSO的聚类算法提出了KQPSO和KPSO算法。通过在4个实验数据集上利用K-means、PSO、QPSO、KPSO、KQPSO 5个聚类算法得出的结果比较显示QPSO算法在基因表达数据分析上具有良好的性能。     

针对微阵列基因表达数据的聚类算法应用研究

聚类是一个将数据集划分为若干个簇的过程,在机器学习和数据挖掘中的有广泛的应用。该文综述了经典的聚类算法,在酵母基因表达数据集上实现了K-means聚类算法,并对聚类结果进行了分析。     

新型适用于基因表达数据的模型聚类方法

针对EM算法中的初始类的数目很难决定,在迭代中经常产生部分最优的情况,将K-means算法与基于EM的聚类方法相结合,提出了一个新的适用于基因表达数据的模型聚类方法。新的聚类方法,首先利用K-means算法具有全局性、效率高的优点,快速得到聚类的起始类的划分,将其设置为高斯混合模型的初始参数值,进一步采用EM方法进行聚类,得到最优聚类结果。通过2次对真实数据集的实验测试,将新的算法分别与K均值算法和EM算法进行了比较。实验结果表明,新算法是一种有效的聚类方法,聚类结果的准确度得到了提高。     

基于稳定性的基因表达数据聚类算法选择

聚类是一种常用的基因表达数据处理手段,然而它又是主观的,如何选择符合数据内在分布的聚类算法成为目前急待解决的问题.根据经验,当选择最佳簇数k后,采用合理的聚类算法对目标数据重复聚类时,结果稳定性较好.因此提出一种基于稳定性的聚类算法选择.该方法将聚类结果的簇间分离度、簇内紧致度和聚类结果稳定性三者结合起来.在验证和应用三组数据时发现,比传统的评估方法,基于稳定性的聚类算法选择更客观、更可靠.     

一种基于密度的空间数据流在线聚类算法

为了解决空间数据流中任意形状簇的聚类问题,提出了一种基于密度的空间数据流在线聚类算法(On-line density-based clustering algorithm for spatial datastream,OLDStream),该算法在先前聚类结果上聚类增量空间数据,仅对新增空间点及其满足核心点条件的邻域数据做局部聚类更新,降低聚类更新的时间复杂度,实现对空间数据流的在线聚类.OLDStream算法具有快速处理大规模空间数据流、实时获取全局任意形状的聚类簇结果、对数据流的输入顺序不敏感、并能发现孤立点数据等优势.在真实数据和合成数据上的综合实验验证了算法的聚类效果、高效率性和较高的可伸缩性,同时实验结果的统计分析显示仅有4%的空间点消耗最坏运行时间,对每个空间点的平均聚类时间约为0.033 ms.     

一种用于基因表达数据的无参数聚类算法

提出了一种用于基因表达数据的无参数聚类算法。该算法把多维数据的模糊聚类方法与CTWC相结合,并引入基于范数的方法进一步对该方法加以改进和论证。将该算法应用于真实的结肠癌基因表达数据集,确定了含8个基因的特征基因组合,该特征基因组合不仅达到了90%左右的结肠癌样本识别率,还能鉴别结肠癌样本的亚型。实验结果充分验证了这种算法的可行性。     

半监督的仿射传播聚类

仿射传播聚类算法快速、有效，可以解决大数据集的聚类问题，但当数据的聚类结构比较松散时，聚类准确性不高。该文提出了半监督的仿射传播聚类算法，在迭代过程中嵌入了有效性指标以监督和引导算法向最优聚类结果的方向运行。实验结果表明，该方法对于聚类结构比较紧密和松散的数据集，均可以给出较为准确的聚类结果。     

基于RFM模型的半监督聚类算法

客户分类作为客户关系管理（CRM）的重要管理方法,是企业进行市场营销的重要依据.通过对客户进行分类,有利于对客户价值进行准确评估,方便进行精准营销.本文通过对RFM模型数据集本身潜藏的先验结构化信息进行研究,标记出两组客户数据作为先验类别标记,进而得到两个初始聚类中心.基于传统K-means算法使用自适应方法确定K值和初始聚类中心.引入Must-link和Cannot-link两种约束将类别标记转换为成对约束信息,基于HMRF-KMeans成对约束,引入约束惩罚项和约束奖励项,实现对聚类引导和聚类结果的调整.使用改进的半监督聚类算法（RFM-SS-means）对标准数据集进行了测试,同时使用Food mart数据集对比了RFM-SS-means算法与传统K-means算法、two-steps算法的聚类效果.由实验结果可知,RFM-SS-means的CH系数最大,无需事先确定K值和初始聚类中心,聚类效果良好.     

A Framework for Interactive t-SNE Clustering

In this paper, we describe our progress in creating the framework for an interactive application that allows humans to actively participate in a t-SNE clustering process. t-SNE (t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding) is a dimensionality reduction technique that maps high dimensional data sets to lower dimensions that can then be visualized for human interpretation. By prompting users to monitor outlying points during the t-SNE clustering process, we hypothesize that users may be able to make clustering faster and more accurate than purely algorithmic methods. Further research would test these hypotheses directly. We would also attempt to decrease the lag time between the various components of our application and develop an intuitive approach for humans to aid in clustering unlabeled data. Research into human assisted clustering can combine the strengths of both humans and computer programs to improve the results of data analysis.     

不同相似度测量方式的模糊C均值聚类分析

聚类技术是机器学习、模式识别及数据挖掘等领域中的一个重要研究内容。采用不同相似度测量方式,应用标准模糊C均值聚类算法在UCI的三个知名数据集上完成聚类实验,从正确率和运行效率两个方面对比分析其性能,为聚类分析研究提供了有益的参考。     

Evaluation of the performance of clustering algorithms in kernel-induced feature space

By using a kernel function, data that are not easily separable in the original space can be clustered into homogeneous groups in the implicitly transformed high-dimensional feature space. Kernel k-means algorithms have recently been shown to perform better than conventional k-means algorithms in unsupervised classification. However, few reports have examined the benefits of using a kernel function and the relative merits of the various kernel clustering algorithms with regard to the data distribution. In this study, we reformulated four representative clustering algorithms based on a kernel function and evaluated their performances for various data sets. The results indicate that each kernel clustering algorithm gives markedly better performance than its conventional counterpart for almost all data sets. Of the kernel clustering algorithms studied in the present work, the kernel average linkage algorithm gives the most accurate clustering results.     

融合KNN优化的密度峰值和FCM聚类算法

针对模糊C均值（Fuzzy C-Means,FCM）聚类算法对初始聚类中心和噪声敏感、对边界样本聚类不够准确且易收敛于局部极小值等问题,提出了一种K邻近（KNN）优化的密度峰值（DPC）算法和FCM相结合的融合聚类算法（KDPC-FCM）。算法利用样本的K近邻信息定义样本局部密度,快速准确搜索样本的密度峰值点样本作为初始类簇中心,改善FCM聚类算法存在的不足,从而达到优化FCM聚类算法效果的目的。在多个UCI数据集、单个人造数据集、多种基准数据集和Geolife项目中的6个较大规模数据集上的实验结果表明,改进后的新算法与传统FCM算法、DSFCM算法对比,有着更好的抗噪性、聚类效果和更快的全局收敛速度,证明了新算法的可行性和有效性。     

基于加权集成Nyström采样的谱聚类算法

针对Nyström方法在谱聚类应用中存在聚类效果不稳定、样本代表性较弱的问题,提出基于加权集成Nyström采样的谱聚类算法.首先利用统计杠杆分数区别数据间的重要程度,对数据进行加权.然后基于权重采用加权K-means中心点采样,得到多组采样点.再引入集成框架,利用集群并行运行Nyström方法构建近似核矩阵.最后利用岭回归方法组合各个近似核矩阵,产生比标准Nyström方法更准确的低秩近似.在UCI数据集上的测试实验表明,文中算法取得较理想的聚类结果.     

Distributed Clustering Using Collective Principal Component Analysis

This paper considers distributed clustering of high-dimensional heterogeneous data using a distributed principal component analysis (PCA) technique called the collective PCA. It presents the collective PCA technique, which can be used independent of the clustering application. It shows a way to integrate the Collective PCA with a given off-the-shelf clustering algorithm in order to develop a distributed clustering technique. It also presents experimental results using different test data sets including an application for web mining. Received 30 August 2000 / Revised 30 January 2001 / Accepted in revised form 16 May 2001     

自适应模糊[C]均值聚类的数据融合算法

针对基于改进模糊聚类的数据融合算法存在融合不精确、融合可信度较低等不足,为了解决多个同质传感器在无先验知识的情况下对同一个目标的某一特征进行测量的数据融合问题,提出了一种自适应模糊[C]均值聚类的数据融合算法,主要是把自适应模糊[C]均值聚类应用到数据融合中。该算法首先在改进的模糊聚类中通过引入自适应系数以发现不同形状和大小的聚类子集,使得融合结果更精确;其次将卡尔曼滤波原理和基于多层感知机的神经网络预测法应用到误差协方差估计中,提高了融合可信度。实验结果表明,与7种经典数据融合算法进行对比,该算法在4个模拟数据集与真实数据集上融合结果较好,特别在判别函数与融合误差方面优势更为明显。     

Generalized rough fuzzy c-means algorithm for brain MR image segmentation

Fuzzy sets and rough sets have been widely used in many clustering algorithms for medical image segmentation, and have recently been combined together to better deal with the uncertainty implied in observed image data. Despite of their wide spread applications, traditional hybrid approaches are sensitive to the empirical weighting parameters and random initialization, and hence may produce less accurate results. In this paper, a novel hybrid clustering approach, namely the generalized rough fuzzy c-means (GRFCM) algorithm is proposed for brain MR image segmentation. In this algorithm, each cluster is characterized by three automatically determined rough-fuzzy regions, and accordingly the membership of each pixel is estimated with respect to the region it locates. The importance of each region is balanced by a weighting parameter, and the bias field in MR images is modeled by a linear combination of orthogonal polynomials. The weighting parameter estimation and bias field correction have been incorporated into the iterative clustering process. Our algorithm has been compared to the existing rough c-means and hybrid clustering algorithms in both synthetic and clinical brain MR images. Experimental results demonstrate that the proposed algorithm is more robust to the initialization, noise, and bias field, and can produce more accurate and reliable segmentations.