分类数据的聚类边界检测技术

随着分类属性数据集的应用越来越广泛,获取含有分类属性数据集的聚类边界的需求也越来越迫切。为了获取聚类的边界,在定义分类数据的边界度和聚类边界的基础上,提出了一种带分类属性数据的聚类边界检测算法——CBORDER。该算法首先利用随机分配初始聚类中心和边界度对类进行划分并获取记录边界点的证据,然后运用证据积累的思想多次执行该过程来获取聚类的边界。实验结果表明,CBORDER算法能有效地检测出高维分类属性数据集中聚类的边界。     

基于粗糙集的混合属性数据聚类算法

传统聚类方法将对象严格地划分到某一类,但是很多时候边界对象不能被严格地划分。基于粗糙集的k-means聚类算法和基于粗糙集的leader聚类算法,利用粗糙集理论将数据对象划分到一个簇的上近似集或下近似集当中,提供了一种新的处理不确定性的视角,很好地解决了这种边界不确定问题。但其缺点是不能处理混合属性数据,聚类结果对初值有明显的依赖性。针对这些算法存在的不足,给出了一种适用于混合属性数据的距离定义,对初始值的选取提出了改进办法,提出了一种基于粗糙集的混合属性数据聚类算法。仿真实验证明,在不确定聚类簇数的情况下,该算法的聚类准确率比传统k-means算法明显提高。     

基于密度和混合距离度量方法的混合属性数据聚类研究

针对基于密度的传统算法不能处理混合属性数据,以及目前的混合属性聚类算法大多数聚类质量不高等问题,提出了基于密度和混合距离度量方法的混合属性聚类算法.该算法通过分析混合属性数据特征,将混合属性数据分为数值占优、分类占优和均衡型混合属性数据3类,分析不同情况的特征选取相应的距离度量方式,通过预设参数能够发现数据密集区域,确定核心点,再利用核心点确定密度相连的对象实现聚类,获得最终的聚类结果.将算法应用于多种数据集上的实验结果表明,该算法具有较高的聚类质量,能够有效处理混合属性数据.     

面向混合属性数据集的改进半监督FCM聚类方法

针对混合属性数据集聚类精度低的问题,本文提出一种基于改进距离度量的半监督模糊均值聚类（Fuzzy C-means,FCM）算法.首先,在数据集中针对类别属性进行预处理,并设置相应的相异度阈值;将传统聚类距离度量与改进的Jaccard距离度量结合,确定混合属性数据集的距离度量函数;最后,将所得距离度量函数与传统半监督FCM算法相结合,并在滚动轴承的不同复合故障数据的特征集中进行聚类.实验表明,该算法能在含无序属性的混合属性数据集的聚类中取得更好的聚类效果.     

基于密度的聚类中心自动确定的混合属性数据聚类算法研究

面对广泛存在的混合属性数据,现有大部分混合属性聚类算法普遍存在聚类 质量低、聚类算法参数依赖性大、聚类类别个数和聚类中心无法准确自动确定等问题,针对 这些问题本文提出了一种基于密度的聚类中心自动确定的混合属性数据 聚类算法.该算法通过分析混合属性数据特征,将混合属性数据分为数 值占优、分类占优和均衡型混合属性数据三类,分析不同情况的特征选取 相应的距离度量方式.在计算数据集各个点的密度和距离分布图基础 上,深入分析获得规律: 高密度且与比它更高密度的数据点有较大距离的数 据点最可能成为聚类中心,通过线性回归模型和残差分析确定奇异 点,理论论证这些奇异点即为聚类中心,从而实现了自动确定聚类中心.采 用粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)寻找最优dc值,通过参数dc能够计算得到 任意数据对象的密度和到比它密度更高的点的最小距离,根据聚类 中心自动确定方法确定每个簇中心,并将其他点按到最近邻的更高 密度对象的最小距离划分到相应的簇中,从而实现聚类.最终将本文 提出算法与其他现有的多种混合属性聚类算法在多个数据集上进行 算法性能比较,验证本文提出算法具有较高的聚类质量.     

一种基于信息熵的混合属性数据谱聚类算法

针对传统的聚类算法只能处理单属性的数据,不能很好地处理混合属性数据的聚类问题,以及目前大多数混合属性数据聚类算法对初始化敏感、不能处理任意形状的数据的问题,提出一种基于信息熵的混合属性数据谱聚类算法,用于处理混合类型数据。首先,提出了一种新的相似性度量方式,利用谱聚类算法中的数值型数据构成的高斯核函数矩阵与新的基于信息熵的分类型数据构成的影响因子矩阵相结合代替了传统的相似度矩阵,新的相似度矩阵避免了数值属性与分类属性数据之间的转换和参数调整;然后,把新的相似度矩阵运用到谱聚类算法中,以便于处理任意形状的数据,最终得出聚类结果。通过在UCI的数据集上的实验表明,该算法能有效地处理混合属性数据的聚类问题,且具有较高的稳定性以及良好的鲁棒性。     

基于残差分析的混合属性数据聚类算法

针对混合属性数据聚类结果精度不高、聚类结果对参数敏感等问题, 提出了基于残差分析的混合属性数据聚类算法(Clustering algorithm for mixed data based on residual analysis) RA-Clust.算法以改进的熵权重混合属性相似性度量对象间的相似性, 以提出的基于KNN和Parzen窗的局部密度计算方法计算每个对象的密度, 通过线性回归和残差分析进行聚类中心预选取, 然后以提出的聚类中心目标优化模型确定真正的聚类中心, 最后将其他数据对象按照距离高密度对象的最小距离划分到相应的簇中, 形成最终聚类.在合成数据集和UCI数据集上的实验结果验证了算法的有效性.与同类算法相比, RA-Clust具有较高的聚类精度.     

网格聚类中的边界处理技术

提出利用限制性k近邻和相对密度的概念识别网格聚类边界点的技术,给出网格聚类中的边界处理算法和带边界处理的网格聚类算法(GBCB).实验表明,聚类边界处理技术精度高,能有效地将聚类的边界点和孤立点/噪声数据分离开来.基于该边界处理技术的网格聚类算法GBCB能识别任意形状的聚类.由于它只对数据集进行一遍扫描,算法的运行时间是输入数据大小的线性函数,可扩展性好.     

基于维度属性距离的混合属性近邻传播聚类算法

针对近邻传播聚类算法不能处理混合属性数据集的问题,提出了一种新的距离度量测度,并将其应用到近邻传播聚类算法中,提出了一种基于维度属性距离的混合属性近邻传播聚类算法。与传统聚类算法不同的是,该算法不需要计算虚拟的中心点,同时考虑了数据集整体分布对聚类结果的影响。将算法在UCI数据库的2个混合属性数据集上进行验证,同时对比了经典的K-Prototypes算法以及K-Modes算法。实验结果表明,改进后的算法具有更好的聚类质量以及执行效率,算法的优越性得到了验证。     

基于二路生成树的聚类边界检测算法

聚类的边界是一种有用的模式,为有效地提取聚类的边界点,提出c-层近邻概念,将c-层近邻应用于二路生成树,能快速计算出每个对象的反向近邻值,从而根据反向近邻值提取聚类的边界。提出的基于二路生成树的边界检测算法(DBMST)在综合数据集和真实数据集的实验结果表明,该算法在含有噪声/孤立点的数据集上,能够快速有效地识别出聚类的边界。     

Autonomous clustering using rough set theory

This paper proposes a clustering technique that minimizes the need for subjective human intervention and is based on elements of rough set theory （RST）. The proposed algorithm is unified in its approach to clustering and makes use of both local and global data properties to obtain clustering solutions. It handles single-type and mixed attribute data sets with ease. The results from three data sets of single and mixed attribute types are used to illustrate the technique and establish its efficiency.     

无参数聚类边界检测算法的研究

为自动快速地提取聚类的边界点,减少输入参数对边界检测结果的影响,提出一种无参数聚类边界检测算法。该算法不需要任何参数,在生成的三角剖分图上计算每个数据点的边界度,用k-means自动计算边界度阈值,按边界度阈值将数据集划分为候选边界点和非候选边界点两部分,根据噪声点在三角剖分图中的性质去除候选边界点中的噪声点,最终检测出边界点。实验结果表明,该算法能快速、有效地识别任意形状、不同大小和密度聚类的边界点。     

基于相关随机子空间的分类数据聚类集成

为了提升分类数据聚类集成的效果,提出了一种新的相关随机子空间聚类集成模型。该模型利用粗糙集理论将分类属性分解成相关和不相关子集,在相关属性子集上随机生成多个相关子空间并对分类数据进行聚类,通过集成多个较优且具差异性的聚类结果以获得最终的聚类划分。此外,将粗糙集约简概念应用于相关子空间属性数目的确定,有效地避免了参数对聚类结果的影响。UCI数据集实验表明,新模型的性能优于其他已有模型,说明了其有效性。     

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...     

一种基于信息熵的混合数据属性加权聚类算法

同时兼具数值型和分类型属性的混合数据在实际应用中普通存在,混合数据的聚类分析越来越受到广泛的关注.为解决高维混合数据聚类中属性加权问题,提出了一种基于信息熵的混合数据属性加权聚类算法,以提升模式发现的效果.工作主要包括：首先为了更加准确客观地度量对象与类之间的差异性,设计了针对混合数据的扩展欧氏距离;然后,在信息熵框架下利用类内信息熵和类间信息熵给出了聚类结果中类内抱团性及一个类与其余类分离度的统一度量机制,并基于此给出了一种属性重要性度量方法,进而设计了一种基于信息熵的属性加权混合数据聚类算法.在10个UCI数据集上的实验结果表明,提出的算法在4种聚类评价指标下优于传统的属性未加权聚类算法和已有的属性加权聚类算法,并通过统计显著性检验表明本文提出算法的聚类结果与已有算法聚类结果具有显著差异性.     

谱聚类欠取样下自编码网络不平衡数据挖掘

不平衡数据集的应用领域日益广泛,需求也越来越高,为提升整体数据集的分类准确率,以谱聚类欠取样为前提条件,构建一种自编码网络不平衡数据挖掘方法.把聚类问题转换成无向图多路径划分问题,通过无向图与标准化处理完成谱聚类,经过有选择地欠取样处理多数类数据集,获取分类边界偏移量,利用学习过程是无监督学习的自编码网络,升、降维数据,获取各维度隐藏特征,实现各层面的数据高效表示学习,根据最大均值差异与预设阈值的对比结果,调整自编码网络,基于得到的分类界面,完成不平衡数据挖掘.选用具有不同实际应用背景的UCI数据集,从中抽取10组数据作为测试集,经谱聚类欠取样处理与模拟实验,发现所提方法大幅提升少数类分类精度与整体挖掘性能,具有较好的适用性与可行性.     

区间值属性数据集关联规则挖掘算法仿真

对区间值属性数据集进行挖掘,可以有效分析出数据之间的关系。针对现有数据挖掘方法未对大规模数据进行聚类,导致挖掘过程占据内存大,挖掘精度低的问题,提出了一种新的区间值属性数据集挖掘算法。对问题定义、数据准备、数据提取、模式预测和数据聚类等模块进行详细分析,完成区间值属性数据聚类。根据聚类结果,将区间值属性数据分成多个数据集,挑选出能够支持最小支持度的项目集,将这些项目集作为频繁项集,进而提取出数据集之间的关联规则,将关联规则融入数据计算步骤,完成数据挖掘。为验证算法效果,进行仿真,结果表明,相较于传统挖掘算法,所提挖掘算法占用容量更小,挖掘精度更高。     

三支决策与决策粗糙集融合模型

Paw lak粗糙集模型没有对正域、边界域和负域赋予语义,不能进行再决策,而三支决策对边界域赋予了新的语义,可以对边界域做出进一步刻画,对于边界域的进一步划分,依据属性的重要性,使满足条件的样本划入再决策域,不满足条件的样本继续保留在边界域中,降低了边界域样本处理的失误率.本文在对概率粗糙集模型、三支决策粗糙集的理论、贝叶斯理论的决策过程和决策粗糙集模型进行研究的基础上,提出了一种三支决策与决策粗糙集融合模型,与Paw lak-三支决策模型相比,其划分损失更小,处理结果更优.该模型运用三支决策理论对决策粗糙集的边界域赋予延迟决策的语义,对于延迟决策再运用三支决策理论进行迭代操作,对边界域样本进一步处理.在迭代的过程中,依据属性的重要程度将属性排序,从而客观的得到迭代过程中每次优先依据哪个属性进行划分.实验结果表明,该模型比单一运用决策粗糙集模型进行决策代价小,三支决策通过迭代对边界域处理的正确率有所提高,这为准确决策提供了一种新的方法.     

一种不完备混合数据集成聚类算法

集成聚类技术由于具有较好的泛化能力,目前引起了研究者的高度关注.已有研究主要关注数值型完备数据的集成聚类问题.然而,实际应用中面临的数据往往是兼具数值属性和分类属性共同描述的混合型数据,而且通常带有缺失值.为此,针对不完备混合数据提出了一种集成聚类算法,首先利用3种缺失值填充方法对不完备混合数据进行完备化处理;其次在3种填充后的不同完备数据集上分别多次执行K-Prototypes算法产生基聚类结果;最后对基聚类结果进行集成.在UCI真实数据集上与传统聚类算法通过实验进行了比较分析,实验结果表明提出的算法是有效的.