基于聚类算法的RBF神经网络设计综述

简要分析了径向基函数（RBF）神经网络。在此基础上,介绍了K-均值聚类算法的神经网络、C-均值聚类算法的神经网络和PAM聚类算法的神经网络三种聚类算法的RBF神经网络。展望了基于聚类的RBF神经网络设计的发展趋势。     

基于混合优化的RBF神经网络模型研究

根据我国居民消费价格指数的非线性特征及RBF神经网络参数难以确定的问题,建立基于正交最小二乘(OLS)、K-均值聚类、梯度下降法相结合,激活函数为高斯函数、反常S型函数和拟多二次函数的线性组合形式的混合优化RBF神经网络模型,同时运用所建模型对我国居民消费价格指数进行拟合和预测。实验结果表明,该模型能够很好地解决居民消费价格指数拟合和预测这一问题,预测精度比单独使用一种算法和基于高斯函数的混合算法都高,具有一定的普遍适用性。     

改进型RBF神经网络的多标签算法研究

针对已有的RBF神经网络多标签算法未充分考虑多个样本标签之间的关联性,从而导致泛化性能受到一定影响的问题,研究分析了一种改进型RBF神经网络的多标签算法.该算法首先优化隐含层RBF神经网络基函数中心求取算法——k-均值聚类.采用AP聚类自动寻找k值以获得隐含层节点数目,并构造Huff man树来选取初始聚类中心以防k-均值聚类结果陷入局部最优.然后构造体现标签类之间信息的标签计数向量C,并将其与由优化k-均值聚类得到的聚类中心进行线性叠乘,进而改进RBF神经网络基函数中心,建立RBF神经网络.在公共多标签数据集emotion上的实验表明了该算法能够有效地进行多标签分类.     

基于RBF神经网络的射频功放行为模型研究

为了设计和优化高线性功率放大器和通信子系统,在系统级仿真中,构建功率放大器精确的行为模型是极为重要的。应用实际功率放大器晶体管测试板,通过ADS（Advanced Design System）仿真得到大量功放输入输出数据,建立了一个基于RBF（Radial Basis Function）神经网络的行为模型,给出了RBF 神经网络的结构设计及K-均值聚类算法和共轭梯度优化算法,并进行了模型检验。结果表明,基于RBF神经网络的功放行为模型具有较高的精度,相对于BP 神经网络模型具有更高的逼近能力和速度。     

一种优化的RBF神经网络在调制识别中的应用

提出了一种基于径向基函数 (RBF) 神经网络的通信信号调制识别方法, 该方法采用模糊 C-均值 (FCM) 聚类算法对数据进行聚类, 并获取基函数的参数, 采用梯度下降法训练网络权值. 利用最优停止法对网络进行了优化, 避免了过学习现象, 提高了 RBF 网络的训练速度和泛化能力, 以实际信号数据对该网络进行性能检验, 实验结果表明了该 RBF 网络具有较高的识别精度.     

K-聚类的模糊神经网络对DO的控制研究

运用一种基于K-聚类算法的模糊径向基函数（RBF）神经网络对污水处理中的溶解氧质量浓度进行控制,该方法结合了模糊控制的推理能力强与神经网络学习能力强的特点,将模糊控制、RBF神经网络以及K-聚类学习算法相结合以在线调整隶属函数,优化控制规则。通过对阶跃输入仿真分析,其结果表明基于RBF的模糊神经网络控制器具有良好的动态性能、较强的鲁棒性和抗干扰能力,使其快速、准确地达到期望水平。     

一种结合人工蜂群和K-均值的混合聚类算法

传统的K-均值聚类算法虽然收敛速度快,但由于过度依赖初始聚类中心,算法的鲁棒性较差。为此,提出了一种改进人工蜂群算法与K-均值相结合的混合聚类方法,将改进人工蜂群算法能调节全局寻优能力与局部寻优能力的优点与K-均值算法收敛速度快的优点相结合,来提高算法的鲁棒性。实验表明,该算法不仅克服了传统K-均值聚类算法稳定性差的缺点,而且聚类效果也有了明显改善。     

基于RBF神经网络的抗噪语音识别

针对目前在噪音环境下语音识别系统性能较差的问题,利用RBF神经网络具有最佳逼近性能、训练速度快等特性,分别采用聚类和全监督训练算法,实现了基于RBF神经网络的抗噪语音识别系统。聚类算法的隐含层训练采用K－均值聚类算法,输出层的学习采用线性最小二乘法;全监督算法中所有参数的调整基于梯度下降法,它是一种有监督学习算法,能够选出性能优良的参数。实验表明,在不同的信噪比下,全监督算法较之聚类算法有更高的识别率。     

一种用于文本聚类的改进二分K-均值算法

在已有聚类算法的基础上,提出了一种新的文本聚类新方法--合作二分K-均值算法(简称CBKM).该算法以K-均值算法和二分K-均值算法为基础,通过整体聚类、合作聚类和聚类融合3个阶段,对中间聚类结果进行再次划分,产生了具有更好聚类效果的集合.实验结果表明,合作二分K-均值算法的聚类性能优于K-均值算法和二分K-均值算法.     

基于SOM神经网和K-均值算法的图像分割

提出了一种基于SOM神经网络和K-均值的图像分割算法。SOM网络将多维数据映射到低维规则网格中,可以有效地用于大型数据的挖掘;而K-均值是一种动态聚类算法,适用于中小型数据的聚类。文中算法利用SOM网络将具有相似特征的象素S点映射到一个2-D神经网上,再根据神经元间的相似性,利用K-均值算法将神经元聚类。文中将该算法用于彩色图像的分割,并给出了经SOM神经网初聚类后,不同K值下神经元聚类对图像分割的结果及与单纯K-均值分割图像进行对比。     

基于改进模拟退火的优化K-means算法

针对K-means算法全局搜索能力的不足,提出了一种基于改进模拟退火的优化K-means(SA-KM)的聚类算法,该算法克服了K-means聚类算法对初始聚类中心选择敏感问题。为了提高SA-KM算法的聚类划分质量,提出了一种用于评价聚类结果的评价函数,该函数更为准确地反映类内距离和类间距离。仿真结果表明使用该算法在进行入侵检测时,能够检测出多种类型的入侵行为,能够保持较高的网络入侵检测率和较低网络入侵的误报率。     

基于FPGA及RBF神经网络的电磁无损检测技术

电磁无损检测技术是无损检测领域的一个研究重点,针对电磁无损检测技术中的超声波处理,提出了一种基于FPFA的参数优化的RBF神经网络;首先,通过FPGA编程实现对电磁超声波信号的采集,设计了放大电路将原始的电磁超声波进行放大处理已满足RBF神经网络的需求;提出一种采用K-means聚类算法来计算RBF中径向基函数的中心和宽度的参数优化RBF算法,K-means聚类算法的初始聚类中心难以确定会导致RBF算法的参数无法优化,提出KL散度,采用数据密度分析法来计算K-means算法的聚类中心;试验表明,改进后的K-means算法的聚类误差的数量级为10~(-12),传统K-means算法的聚类误差为10~(-13),改进后的K-means算法的聚类结果更准;参数优化后的RBF神经神级网络对具有1.02 mm缺陷长度的发动机涡轮叶片的缺陷长度预测结果为0.9~1.1 mm,传统的RBF神经网络的预测结果为0.7~1.2 mm,参数优化后的RBF神经网络的预测结果更准确。     

基于改进神经网络的PID整定

针对常规PID控制器对于复杂的、动态的和不确定的系统控制还存在着许多不足之处,提出一种基于模糊RBF神经网络的PID自适应控制方法。首先用改进的模糊K一均值聚类算法初始化RBF神经网络的隐层节点中心和基函数宽度,再采用梯度法优化RBF神经网络自适应地整定PID的三个参数。仿真结果表明该学习算法的实用性和有效性。     

基于信息熵的精确属性赋权K-means聚类算法

为了进一步提高聚类的精确度,针对传统K-means算法的初始聚类中心产生方式和数据相似性判断依据,提出一种基于信息熵的精确属性赋权K-means聚类算法。首先利用熵值法对数据对象的属性赋权来修正对象间的欧氏距离,然后通过比较初聚类的赋权类别目标价值函数,选择高质量的初始聚类中心来进行更高精度和更加稳定的聚类,最后通过Matlab编程实现。实验证明该算法的聚类精确度和稳定性要明显高于传统K-means算法。     

K-means聚类算法优化方法的研究

针对K-means算法全局搜索能力的不足,提出基于改进PSO的优化K-means聚类算法(IPSO-KM),该算法克服了K-means聚类算法对初始聚类中心选择敏感问题,能够获得全局最优的聚类划分.同时,提出一种基于信息增益比例的属性加权的实体之间距离计算方法,使用属性加权距离计算方法进行聚类划分时,无论是球形数据还是椭球形数据都能够获得较好的聚类划分结果.仿真实验采用KDD-cup 99的测试数据,实验结果表明本文提出的算法不但能检测到多种已知的网络入侵行为,而且能够检测到许多未知的网络入侵行为,同时保持较高的网络入侵的检测率和较低入侵的误报率.     

基于模拟谐振子的优化K-means聚类算法

针对K-means算法全局搜索能力的不足,提出了基于模拟谐振子的优化K-means聚类算法（SHO-KM）,该算法克服了K-means聚类算法对初始聚类中心选择敏感问题,能够获得全局最优的聚类划分。为了提高聚类划分质量,在聚类过程中采用基于Fisher分值的属性加权的实体之间距离计算方法,使用属性加权距离计算方法进行聚类划分时,无论是球形数据还是椭球形数据都能够获得较好的聚类划分结果。对KDD-99数据集的仿真实验结果表明,该算法在入侵检测中获得了理想的检测率和误报率。     

基于人工鱼群的优化K-means聚类算法

针对K-means算法全局搜索能力不足,提出基于人工鱼群的优化K-means聚类算法(AFS-KM),该算法克服了Kmeans聚类算法对初始聚类中心选择的敏感问题,能够获得全局最优的聚类划分。在聚类过程中,采用一种基于信息增益的属性加权的实体之间距离计算方法进行聚类划分时,对于球形数据和椭球形数据都能够获得理想的聚类划分结果。对KDD-99数据集的仿真实验结果表明,该算法在网络入侵检测时获得了理想的检测率和误报率。     

一种井下配电网故障测距方法

针对采用随机选取法、K-均值聚类法确定RBF神经网络隐含层节点中心和宽度只能得到局部最优解、基本粒子群优化算法易发生早熟收敛且对于某些函数优化精度差的问题,提出了将惯性权重模型和收敛因子模型相结合的改进的粒子群优化算法;针对煤矿井下配电网发生单相接地故障后定位困难、传统的故障测距方法存在可靠性差、测距精度低的问题,提出了采用改进的粒子群优化算法优化RBF神经网络进行井下配电网单相接地故障测距的方法。仿真结果表明,经改进的粒子群优化算法优化的RBF神经网络的测距精度高于RBF神经网络,能够实现故障点的准确、可靠定位。     

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K-means的无线传感器网络分簇算法研究

提出一种基于K-均值聚类的无线传感器网络分簇算法。从K-均值聚类算法中要解决的合理聚类数的确定、初始聚类中心的选择以及聚类性能对目标函数的依赖这三个问题入手,运用K-均值聚类算法来实现无线传感器网络分簇。仿真与性能分析结果表明,基于K-均值聚类的无线传感器网络分簇算法既能节省节点能量、延长网络生命,又能改善网络中的能耗均衡,并保证簇首分布的均匀性。