基于半监督近邻传播的数据流聚类算法

为了提高进化数据流的聚类质量,提出基于半监督近邻传播的数据流聚类算法（SAPStream）,该算法借鉴半监督聚类的思想对初始数据流构造相似度矩阵进行近邻传播聚类,建立在线聚类模型,随着数据流的进化,应用衰减窗口技术对聚类模型适时做出调整,对产生的类代表点和新到来的数据点再次聚类得到数据流的聚类结果。对数据流进行动态聚类的实验结果表明该算法是高质有效的。     

高维数据流聚类及其演化分析研究

基于数据流数据的聚类分析算法已成为研究的热点．提出一种基于子空间的高维数据流聚类及演化分析算法CAStream,该算法对数据空间进行网格化,采用近似的方法记录网格单元的统计信息,并将潜在密集网格单元快照以改进的金字塔时间结构进行存储,最后采用深度优先搜索方法进行聚类及其演化分析．CAStream能够有效处理高雏数据流,并能发现任意形状分布的聚类．基于真实数据集与仿真数据集的实验表明,算法具有良好的适用性和有效性．     

基于数据流模型的模糊聚类

模糊聚类是数据挖掘中一个重要聚类算法。当前,基于数据流模型的聚类算法已有了广泛的研究,但这些算法均为硬聚类,尚未见数据流上进行模糊聚类的文献。提出一种针对数据流模型的加权模糊聚类算法,基于真实数据集合和人工数据集的实验表明该算法比传统的模糊聚类算法具有更好的聚类性能。     

基于近邻传播与密度相融合的进化数据流聚类算法

针对目前数据流离群点不能很好地被处理、数据流聚类效率较低以及对数据流的动态变化不能实时检测等问题,提出一种基于近邻传播与密度相融合的进化数据流聚类算法(I-APDenStream)。此算法使用传统的两阶段处理模型,即在线与离线聚类两部分。不仅引进了能够体现数据流动态变化的微簇衰减密度以及在线动态维护微簇的删减机制,而且在对模型采用扩展的加权近邻传播(WAP)聚类进行模型重建时,还引进了异常点检测删除机制。通过在两种类型数据集上的实验结果表明,所提算法的聚类准确率基本能保持在95%以上,其纯度对比实验等其他相关测试都有较好结果,能够高实效、高质量、高效率地处理数据流数据聚类。     

基于密度与近邻传播的数据流聚类算法

针对现有算法聚类精度不高、处理离群点能力较差以及不能实时检测数据流变化的缺陷,提出一种基于密度与近邻传播融合的数据流聚类算法.该算法采用在线/离线两阶段处理框架,通过引 入微簇衰减密度来精确反映数据流的演化信息,并采用在线动态维护和删减微簇机制,使算法模型更 符合原始数据流的内在特性.同时,当模型中检测到新的类模式出现时,采用一种改进的加权近邻传播聚类（Weighted and hierarchical affinity propagation,WAP）算法对模 型进行重建,因而能够实时检测到数据流的变化,并能给出任意时间的聚类结果.在真实数据集和人工 数据集上的实验表明,该算法具有良好的适用性、有效性和可扩展性,能够取得较好的聚类效果.     

基于仿射传播的进化数据流在线聚类算法

为提高数据流聚类的精度和时效性,提出一种具有时态特征与近邻传播思想的高效数据流聚类算法(TCAPStream).该算法利用改进的WAP将新检测到的类模式合并到聚类模型中,同时利用微簇时态密度表征数据流的时态演化特征,并提出在线动态删除机制对微簇进行维护,使算法模型既能体现数据流的时态特征,又能反映数据流的分布特性,得到更精确的聚类结果.实验结果表明,该算法在多个人工数据集和真实数据集上不仅具有良好的聚类效果,而且具有较好的伸缩性和可扩展性.     

混合属性数据流的两阶段入侵检测算法

以KDDCUP99-10%网络入侵数据集作为数据流,提出一种混合属性数据流的两阶段入侵检测算法。通过增量聚类提取数据流的代表信息,根据提出的加权模糊簇特征对增量聚类结果做模糊聚类,簇数可动态改变。理论分析和实验结果表明,该算法可以有效检测数据流入侵。     

滑动窗口内进化数据流任意形状聚类算法

任意形状聚类是数据流挖掘中的重要研究课题.提出一种滑动窗口内进化数据流任意形状聚类算法SWASCStream.提出了改良的微簇特征结构,能够全面地描述滑动窗口内任意形状的簇;提出新的稀疏微簇、临界微簇和非疏微簇的概念,有助于从本质上提高滑动窗口内的聚类质量;提出了合理的微簇周期删除策略,能够有效降低算法的维护代价,并且保证误差可控.通过一系列真实和人工数据集上的试验,验证了本文算法的高效性.     

基于相异度矩阵的混合属性数据流聚类算法

数据流的聚类是数据流挖掘的一个重要问题。提出一种针对混合属性的数据流聚类算法,它采用相异度来代替普通的聚类距离,并将等价相异度矩阵引入聚类过程。基于真实数据集的实验表明该算法比基地同类算法具有更好的聚类性能。     

一种基于信息嫡的多维流数据噪声检测算法

针对传统数据流聚类算法自适应性不强、对问题的依赖性过高以及聚类质量不够理想、聚类效率低下等缺陷,提出一种基于人工免疫原理的数据流聚类IMStream算法。该算法通过引入衰减函数和时刻权重来反映过去的数据与当前流入的数据在整个数据流中的地位,通过计算抗体期望克隆率E(xi)来限制抗体克隆的数目以及保持抗体的多样性,通过采取网络中的淘汰策略使最终的网络结构更符合原始数据流的内在特性。在真实数据集和人工数据集上的实验表明,IMStream算法比传统的数据流聚类算法具有更好的性能。     

基于相关分析的多数据流聚类

提出基于相关分析的多数据流聚类算法.该算法将多数据流的原始数据快速压缩成一个统计概要.根据这些统计概要,可以增量式地计算相关系数来衡量数据间的相似度.提出了一种改进的k-平均算法来生成聚类结果.改进的k-平均算法可以动态、实时地调整聚类数目,并及时检测数据流的发展变化.还将算法应用到按照用户要求的聚类问题(COD),使得用户可以在任意的时间区间上查询聚类结果.提出了一种合理的时间片断划分机制,使得用户指定的任意时间区间都可以由这些时间片断组合而成.在模拟和真实数据上的实验结果都表明,该算法比其他方法具有更好的聚类质量、速度和稳定性,能够实时地反映数据流的变化.     

高维数据流子空间聚类发现及维护算法

近年来由于数据流应用的大量涌现,基于数据流模型的数据挖掘算法研究已成为重要的应用前沿课题.提出一种基于Hoeffding界的高维数据流的子空间聚类发现及维护算法--SHStream.算法将数据流分段（分段长度由Hoeffding界确定）,在数据分段上进行子空间聚类,通过迭代逐步得到满足聚类精度要求的聚类结果,同时针对数据流的动态性,算法对聚类结果进行调整和维护.算法可以有效地处理高雏数据流和对任意形状分布数据的聚类问题.基于真实数据集与仿真数据集的实验表明,算法具有良好的适用性和有效性.     

多数据流的增量聚类实现与应用

针对时间序列数据流的增量聚类研究较少的现状,采用多维时态子空间聚类对数据流的增量聚类进行探究。多维时态子空间聚类是指在连续一段时间内,数据流中的值的距离小于2α,它的另一个要求是最后的聚类结果必须包含一定数量的数据流。聚类结果随时间的演变能持续增量地更新,这个更新机制采用滑动窗口的形式,把最早时刻的数据删除后,添加入新到达的数据。采用股票数据对算法进行测试与验证,实验证明,该算法效果较好。     

基于小波概要的并行数据流聚类

许多应用中会连续不断产生大量随时间演变的序列型数据,构成时间序列数据流,如传感器网络、实时股票行情、网络及通信监控等场合.聚类是分析这类并行多数据流的一种有力工具.但数据流长度无限、随时间演变和大数据量的特点,使得传统的聚类方法无法直接应用.利用数据流的遗忘特性,应用离散小波变换,分层、动态地维护每个数据流的概要结构.基于该概要结构,快速计算数据流与聚类中心之间的近似距离,实现了一种适合并行多数据流的K-means聚类方法.所进行的实验验证了该聚类方法的有效性.     

面向海量数据流的基于密度的簇结构挖掘算法

提出一种基于密度的簇结构挖掘算法(mining density-based clustering structure over data streams,简称MCluStream),以解决数据流密度聚类中输入参数选择困难和重叠簇识别等问题.首先,设计了一种树拓扑CR-Tree索引结构,将直接核心可达的一对数据点映射成树结构中的父子关系,蕴含了数据点依赖关系的CR-Tree涵盖了一系列subEps参数下的基于密度的簇结构;其次,MCluStream算法采用滑动窗口的方式更新CR-Tree,在线维护当前窗口上的簇结构,实现了对海量数据流的快速演化聚类分析;再次,设计了一种快速从CR-Tree提取簇结构的方法,根据可视化的簇结构,选择合理的聚类结果;最后,在真实和合成海量数据上的实验验证了MCluStream算法具有有效的挖掘效果、较高的聚类效率和较小的空间开销.MCluStream可适用于海量数据流应用中自适应的密度聚类演化 分析.     

Co-clustering over multiple dynamic data streams based on non-negative matrix factorization

Clustering multiple data streams has become an active area of research with many practical applications. Most of the early work in this area focused on one-sided clustering, i.e., clustering data streams based on feature correlation. However, recent research has shown that data streams can be grouped based on the distribution of their features, while features can be grouped based on their distribution across data streams. In this paper, an evolutionary clustering algorithm is proposed for multiple data streams using graph regularization non-negative matrix factorization (EC-NMF) in which the geometric structure of both the data and feature manifold is considered. Instead of directly clustering multiple data streams periodically, EC-NMF works in the low-rank approximation subspace and incorporates prior knowledge from historic results with temporal smoothness. Furthermore, we develop an iterative algorithm and provide convergence and correctness proofs from a theoretical standpoint. The effectiveness and efficiency of the algorithm are both demonstrated in experiments on real and synthetic data sets. The results show that the proposed EC-NMF algorithm outperforms existing methods for clustering multiple data streams evolving over time.     

一种基于代表点的分布式数据流聚类算法

为发现分布式数据流下不同形状的聚簇,提出了一种基于代表点的聚类算法。算法首先在代表点定义的基础上,提出环点的概念以及迭代查找密度相连环点的算法,在此基础上生成远程站点的局部模型;然后在协调站点设计合并局部模型,生成全局聚簇的算法。通过真实数据集与仿真数据集的实验表明,算法使用代表点能够发现不同形状的聚簇并显著降低数据传输量,同时通过测试—更新局部模型算法避免了频繁发送数据。     

多维演化数据流核密度估计

将面向大规模数据集的基于网格重心的分箱核密度估计理论扩展到数据流应用领域,在引入密度衰减技术的基础上,指出对于演化数据流以网格重心取代网格离散数据点集合的分箱核密度估计方法的近似误差是可控的,由此构造多维演化数据流核密度估计算法。实验结果表明,该方法在保持足够计算精度的同时能够精确捕获数据流的实时演化行为。     

动态滑动窗口的数据流聚类方法

数据流聚类是聚类分析中的重要问题。针对数据流的流速是变化的问题,在两阶段聚类框架基础上提出基于动态滑动窗口的数据流聚类算法。在线阶段,引入微聚类特征来存储数据流的概要信息,利用存储的概要信息动态调整滑动窗口规模,并计算数据点与微聚类中心的距离,以维护微聚类特征;离线阶段,对在线聚类阶段的聚类结果采用K-means算法进行宏聚类,生成最终聚类。实验结果表明,该算法具有较高的聚类质量和较好的伸缩性。