一种改进的差分进化自动聚类算法

针对基于进化算法的自动聚类方法具有收敛速度慢的缺陷,为回忆收敛性,提高算法精度,提出一种改进的差分进化自动聚类算法.算法从改进染色体评价过程中的解码方式,依据由染色体解码得到的聚类数和质心集,通过质心筛选和质心聚类两步操作,从包含于染色体中的聚类划分簇中提取较优的聚类划分,从而避免了因随机解码方法导致的对染色体的错误评价,使较优的染色体能够在种群进化中存活下来.仿真结果表明,新算法的收敛速度明显好于同类算法,并且收敛精度也有改善.     

基于算法选择和结果评估的自动聚类方法

文章提出了一种基于算法选择和结果评估的自动聚类方法。对给定数据集,该方法首先通过分析数据集的潜在簇结构,并依据所发现的簇结构为数据集挑选一种合适的备选聚类算法集;然后利用聚类有效性指标对这个算法集的算法聚类结果进行评估,以确保得到高质量聚类结果。实验结果表明该方法能够自动地挑选适合数据集的聚类算法,并获得高质量的聚类结果。     

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。     

一种改进K-means算法的聚类算法CARDBK

CARDBK聚类算法与批K-means算法的不同之处在于,每个点不是只归属于一个簇,而是同时影响多个簇的质心值,一个点影响某一个簇的质心值的程度取决于该点与其它离该点更近的簇的质心之间的距离值。 从聚类结果的熵、纯度、F1值、Rand Index和NMI等5个性能指标值来看,与多个不同算法在多个不同数据集上分别聚类相比, 该算法具有较好的聚类结果;与多个不同算法在同一数据集上很多不同的初始化条件下分别聚类相比,该算法具有较好且稳定的聚类结果;该算法在不同大小数据集上聚类时具有线性伸缩性且速度较快。     

基于可变染色体长度的遗传K均值聚类算法

针对传统K-均值聚类算法需要事先确定聚类数,以及对初始质心的选择具有敏感性,从而容易陷入局部极值点的缺点,使用了一种基于可变染色体编码长度的遗传算法对传统K-均值聚类进行改进.该算法可以在事先不确定K值的情况下,通过多次的选择、交叉.变异的遗传操作,最终得到最优的聚类数,以及最优的初始质心集.通过Reuters数据集的实验结果表明,基于该算法的聚类划分结果明显优于传统K-均值聚类算法,并且好过基于固定染色体编码长度遗传算法的K-均值聚类算法.     

多层自动确定类别的谱聚类算法

自动确定聚类数和海量数据的处理是谱聚类的关键问题。在自动确定聚类数谱聚类算法的基础上,提出了一种能处理大规模数据集的多层算法。该算法的核心思想是把大规模数据集根据一定的相关性逐级进行合并,使之成为小数据集,再对分组后的小数据集用自动确定类别的谱聚类算法聚类,最后逐层进行拆分并微调, 完成全部数据的聚类。实验证明该算法的聚类效果很好。     

基于核自适应的近邻传播聚类算法

近邻传播聚类(AP)方法是近年来出现的一种广受关注的聚类方法,在处理多类、大规模数据集时,能够在较短的时间得到较理想的结果,因此与传统方法相比具有很大的优势。但是对于一些聚类结构复杂的数据集,往往不能得到很好的聚类结果。通过分析数据的聚类特性,设计了一种可以根据数据结构自动调整参数的核函数,数据集在其映射得到的核空间中线性可分或几乎线性可分,对该核空间中的数据集进行近邻传播聚类,有效提高了AP聚类的精确度和速度。算法有效性分析以及仿真实验验证了所提算法在处理大规模复杂结构数据集上的性能优于原始AP算法。     

新模糊聚类有效性指标

模糊聚类是模式识别、机器学习和图像处理等领域的重要研究内容。模糊C-均值聚类算法是最常用的模糊聚类实现算法,该算法需要预先给定聚类数才能对数据集进行聚类。提出了一种新的聚类有效性指标,对聚类结果进行有效性验证。该指标从划分熵、隶属度、几何结构角度,定义了紧凑度、分离度、重叠度三个重要特征测量。在此基础上,提出了一种最佳聚类数确定方法。将新聚类有效性指标和传统有效性指标在6个人工数据集和3个真实数据集进行实验验证。实验结果表明,所提出的指标和方法能够有效地对聚类结果进行评估,适合确定样本的最佳聚类数。     

基于网格最小生成树的聚类算法选择

为得到好的聚类效果,需要挑选适合数据集簇结构的聚类算法。文中提出基于网格最小生成树的聚类算法选择方法,为给定数据集自动选择适合的聚类算法。该方法首先在数据集上构建出网格最小生成树,由树的数目确定数据集的潜在簇结构,然后为数据集选择适合所发现簇结构的聚类算法。实验结果表明该方法较有效,能为给定数据集找出适合其潜在簇结构的聚类算法。     

自动确定聚类中心的密度峰聚类

密度峰聚类是一种新的基于密度的聚类算法,该算法不需要预先指定聚类数目,能够发现非球形簇。针对密度峰聚类算法需要人工确定聚类中心的缺陷,提出了一种自动确定聚类中心的密度峰聚类算法。首先,计算每个数据点的局部密度和该点到具有更高密度数据点的最短距离;其次,根据排序图自动确定聚类中心;最后,将剩下的每个数据点分配到比其密度更高且距其最近的数据点所属的类别,并根据边界密度识别噪声点,得到聚类结果。将新算法与原密度峰算法进行对比,在人工数据集和UCI数据集上的实验表明,新算法不仅能够自动确定聚类中心,而且具有更高的准确率。     

说话人聚类的初始类生成方法

目前说话人聚类时将说话人分割后的语音段作为初始类,直接对这些数量庞大语音段进行聚类的计算量非常大。为了降低说话人聚类时的计算量,提出一种面向说话人聚类的初始类生成方法。提取说话人分割后语音段的特征参数及特征参数的质心,结合层次聚类法和贝叶斯信息准则,对语音段进行具有宽松停止准则的“预聚类”,生成初始类。与直接对说话人分割后的语音段进行聚类的方法相比,该方法能在保持原有聚类性能的情况下,减少40.04%的计算时间;在允许聚类性能略有下降的情形下,减少60.03%以上的计算时间。     

一种面向大数据的快速自动聚类算法

针对大数据环境下高维数据聚类速度慢、准确率低的问题,提出了一种面向大数据的快速自动聚类算法(FACABD)。FACABD聚类算法利用谱聚类算法对大数据集进行归一化和列降维,提出了一种新的快速区域进化的粒子群算法(FRE-PSO),并利用该算法进行行降维;然后在降维处理后的数据基础上,引入聚类模糊隶属度基数,自动发现簇的数目,根据类簇数目,采用FRE-PSO算法结合模糊聚类算法快速完成自动聚类。在人工生成数据集和UCI机器学习数据集上的实验结果表明,该算法能够在数据驱动下快速自动聚类,有效地提高了运行速度和精度。     

基于Tri-Training和数据剪辑的半监督聚类算法

提出一种半监督聚类算法,该算法在用seeds集初始化聚类中心前,利用半监督分类方法Tri-training的迭代训练过程对无标记数据进行标记,并加入seeds集以扩大规模;同时,在Tri-training训练过程中结合基于最近邻规则的Depuration数据剪辑技术对seeds集扩大过程中产生的误标记噪声数据进行修正、净化,以提高seeds集质量.实验结果表明,所提出的基于Tri-training和数据剪辑的DE-Tri-training半监督聚类新算法能够有效改善seeds集对聚类中心的初始化效果,提高聚类性能.     

A least biased fuzzy clustering method

A new operational definition of cluster is proposed, and a fuzzy clustering algorithm with minimal biases is formulated by making use of the maximum entropy principle to maximize the entropy of the centroids with respect to the data points (clustering entropy). The authors make no assumptions on the number of clusters or their initial positions. For each value of an adimensional scale parameter β', the clustering algorithm makes each data point iterate towards one of the cluster's centroids, so that both hard and fuzzy partitions are obtained. Since the clustering algorithm can make a multiscale analysis of the given data set one can obtain both hierarchy and partitioning type clustering. The relative stability with respect to β' of each cluster structure is defined as the measurement of cluster validity. The authors determine the specific value of β' which corresponds to the optimal positions of cluster centroids by minimizing the entropy of the data points with respect to the centroids (clustered entropy). Examples are given to show how this least biased method succeeds in getting perceptually correct clustering results     

基于量子行为的微粒群优化算法的数据聚类*

在PSO聚类算法的基础上,提出了基于量子行为的微粒群优化算法(QPSO)的数据聚类.QPSO算法不仅参数个数少、随机性强,并且能覆盖所有解空间,保证算法的全局收敛.PSO与QPSO算法的不同在于聚类中心的进化上,实验中用到四个数据集比较的结果,证明了QPSO优于PSO聚类方法.在聚类过程中使用了一种新的度量代替Euclidean标准,实验证明了新的度量方法比Euclidean标准更具有健壮性,聚类的结果更精确.     

James-Stein shrinkage to improve k-means cluster analysis

We study a general algorithm to improve the accuracy in cluster analysis that employs the James-Stein shrinkage effect in k-means clustering. We shrink the centroids of clusters toward the overall mean of all data using a James-Stein-type adjustment, and then the James-Stein shrinkage estimators act as the new centroids in the next clustering iteration until convergence. We compare the shrinkage results to the traditional k-means method. A Monte Carlo simulation shows that the magnitude of the improvement depends on the within-cluster variance and especially on the effective dimension of the covariance matrix. Using the Rand index, we demonstrate that accuracy increases significantly in simulated data and in a real data example.     

结合mean-shift与MST的K-means聚类算法

针对初始点选择不当导致K—means陷入局部最小值问题,提出一种结合自适应mean-shift与最小生成树（MST）的K—means聚类算法。将数据对象投影到主成分分析（PCA）子空间,给出自适应mean．shift算法,并在PCA子空间内将数据向密度大的区域聚集,再利用MST与图连通分量算法,找出数据的类别数和类标签,据此计算原始空间的密度峰值,并将其作为K．means聚类的初始中心点。对K—means的目标函数、聚类精度和运行时间进行比较,结果表明,该算法在较短的运行时间内能给出较优的全局解。     

加权PageRank改进地标表示的自编码谱聚类算法

针对传统谱聚类算法在处理大规模数据集时,聚类精度低并且存在相似度矩阵存储开销大和拉普拉斯矩阵特征分解计算复杂度高的问题。提出了一种加权PageRank改进地标表示的自编码谱聚类算法,首先选取数据亲和图中权重最高的节点作为地标点,以选定的地标点与其他数据点之间的相似关系来逼近相似度矩阵作为叠加自动编码器的输入。然后利用聚类损失同时更新自动编码器和聚类中心的参数,从而实现可扩展和精确的聚类。实验表明,在几种典型的数据集上,所提算法与地标点谱聚类算法和深度谱聚类算法相比具有更好的聚类性能。     

类属数据的贝叶斯聚类算法

针对类属型数据聚类中对象间距离函数定义的困难问题,提出一种基于贝叶斯概率估计的类属数据聚类算法。首先,提出一种属性加权的概率模型,在这个模型中每个类属属性被赋予一个反映其重要性的权重;其次,经过贝叶斯公式的变换,定义了基于最大似然估计的聚类优化目标函数,并提出了一种基于划分的聚类算法,该算法不再依赖于对象间的距离,而是根据对象与数据集划分间的加权似然进行聚类;第三,推导了计算属性权重的表达式,得出了类属型属性权重与其符号分布的信息熵成反比的结论。在实际数据和合成数据集上进行了实验,结果表明,与基于距离的现有聚类算法相比,所提算法提高了聚类精度,特别是在生物信息学数据上取得了5%~48%的提升幅度,并可以获得有实际意义的属性加权结果。