一种空间相关性与隶属度平滑的FCM改进算法

针对传统的模糊C均值(Fuzzy C-Means, FCM)及其改进算法对样本进行聚类时存在对噪声敏感及边界样本聚类不够准确等问题,该文提出一种基于空间相关性模糊C均值聚类改进算法。首先分析样本的空间分布特征及相互影响,设计样本的影响值来改进聚类中心计算方法及距离计算函数,然后结合邻域信息,通过在邻域内样本隶属度求和过程中引入一控制参数来重新定义模糊隶属度矩阵,从而实现邻域样本的隶属平滑。理论分析和实验表明,改进算法对含有大量噪声的样本及图像中各区域边界值的处理有较好的效果。     

一种基于属性空间相似性的模糊聚类算法

模糊C均值(FCM)聚类算法及其相关改进算法基于最大模糊隶属度原则确定聚类结果,没有充分利用迭代后的模糊隶属度矩阵和簇类中心的样本属性特征信息,影响聚类准确度。针对这个问题,该文提出一种新的改进思路：改进FCM算法输出定类原则。给出二元属性拓扑子空间中属性相似度的定义,最终提出一种基于属性空间相似性的改进FCM算法(FCM-SAS)：首先,选择FCM算法聚类后模糊隶属度低于聚类置信度的样本作为存疑样本;然后,计算存疑样本与聚类后聚类中心的属性相似度;最后,基于最大属性相似度原则更新存疑样本的簇类标签。通过UCI数据集实验,证明算法不仅有效,还较一些基于最大模糊隶属度原则定类的改进算法具有更优的聚类评价指标。     

截集型特征加权模糊C-均值聚类算法

已有的特征加权型模糊C-均值（WFCM）聚类算法可以有效地提取数据的相关特征,WFCM存在的主要问题是收敛速度慢和对噪声敏感。借助模糊集的截集方式对WFCM的隶属度值进行修改,提出截集型特征加权模糊C-均值聚类算法：SWFCM。SWFCM不仅具有良好的特征提取能力,而且具有收敛速度快和对噪声稳健的优点。实验结果表明,SWFCM的总体性能优于原有的WFCM聚类算法和截集模糊C一均值聚类算法。     

基于模糊C均值聚类与空间信息相结合的图像分割新算法

针对传统的模糊C均值聚类（FCM）图像分割方法未考虑图像的空间信息,对噪声十分敏感的问题,本文提出了一种结合空间信息的模糊C均值聚类分割新算法;该算法将图像的二维直方图引入传统的模糊C均值聚类算法中,并对隶属函数做了改进;依据平方误差和最小准则,来确定模糊分类矩阵及聚类中心;最后,依据最大隶属度原则,划分图像像素的类别归属,以改善传统的PCM算法的分割质量。实验结果表明,该算法显示了较好的分割效果和较强的抗噪性能。     

距离决策下的模糊聚类集成模型

模糊聚类是近年来使用的一类性能较为优越的聚类算法,但该类算法对初始聚类中心敏感且对边界样本的聚类结果不够准确。为了提高聚类准确性、稳定性,该文通过联合多个模糊聚类结果,提出一种距离决策下的模糊聚类集成模型。首先,利用模糊C均值(FCM)算法对数据样本进行多次聚类,得到相应的隶属度矩阵。然后,提出一种新的距离决策方法,充分利用得到的隶属度关系构建一个累积距离矩阵。最后,将距离矩阵引入密度峰值(DP)算法中,利用改进的DP算法进行聚类集成以获取最终聚类结果。在UCI机器学习库中选择9个数据集进行测试,实验结果表明,相比经典的聚类集成模型,该文提出的聚类集成模型效果更佳。     

基于余弦相似性的自适应权重的改进FCM算法

模糊C-均值聚类算法(FCM)是一种经典的聚类算法,主要通过迭代更新隶属度和聚类中心来提高聚类的有效性.FCM算法的性能主要通过类内紧性和类间分离性来评价,但其既依赖于初始聚类中心,也对噪声非常敏感.考虑到每个数据点和每个聚类中心对目标函数的不同重要性,本文提出了一种具有自适应权重的改进FCM聚类算法(Hybrid FCM).主要贡献:将2个具有自适应指数p和q的自适应权向量ψ和φ引入FCM的目标函数,以体现不同数据点和聚类中心的重要性;为提高聚类性能,自适应指数p、q和模糊因子m采用粒子群优化算法(PSO)优化,新提出的聚类评价指标AWCVI作为PSO算法的适应度函数;迭代过程中利用余弦相似性对隶属度函数进行修正,提高算法的鲁棒性.实验表明,本文提出的算法能够有效地提高聚类效果.     

具有隐私保护功能的知识迁移聚类算法

传统聚类算法在数据量不足或数据被污染的场景下聚类效果较差,针对此问题,在经典模糊C均值(FCM)技术的基础上,该文提出融合历史类中心和历史隶属度两类知识迁移机制的聚类算法。该算法通过有效利用历史数据中总结得到的辅助知识来指导当前由于数据不足或数据污染带来的聚类困难问题,从而提高聚类效果。同时,由于该算法仅利用历史数据的类中心和隶属度,对历史数据具有隐私保护的优点。通过在模拟数据集和真实数据集上的仿真实验,证明了该算法的有效性。     

簇间可分的鲁棒模糊C均值聚类算法

与经典的K均值聚类算法相比,模糊C均值(FCM)聚类算法通过引入模糊因子,考虑不同聚类数据簇之间的相互关系,得到可分性更好的聚类结果。但是模糊因子的引入,使得任意一个样本点都存在模糊性,造成FCM极易受到噪声和离群点的影响,聚类结果泛化性能较差。因此,该文提出一种簇间可分的鲁棒FCM算法(RBI-FCM)。RBI-FCM利用K均值算法对模糊隶属度的稀疏特征,降低不同数据簇之间的相互作用,突出不同数据簇相邻区域的可分性;另外,RBI-FCM在极小化数据簇内部散布度的条件下,考虑不同数据簇之间的可分性,可提高聚类模型的泛化性能。该文设计了有效的模型求解迭代算法。实验结果表明,RBI-FCM算法提高了FCM的鲁棒性,有效降低FCM对数据簇分布差异性和抽样不均衡的敏感性,得到理想的聚类结果。

     

基于特征选取的局部模糊聚类算法研究

为了增强模糊局部信息C均值聚类算法的鲁棒性和分割性能,提出一种基于特征选取的模糊局部信息C均值聚类算法.在现有的模糊局部信息C均值聚类算法基础上,对其目标函数的局部邻域约束项添加邻域隶属度约束,并将特征选取的思想引入该目标函数,并利用KL散度作为正则项因子,获得一种新的鲁棒模糊聚类算法.对算法迭代所获得的像素隶属度进行...     

一种自适应的模糊C均值聚类算法

本文首先介绍了模糊C均值聚类算法及其不足。在模糊C均值聚类算法的基础上,结合有效性函数,提出了一种自动聚类算法——自适应的模糊C均值聚类算法,并建立了自适应的模糊C均值聚类算法的研究模型。最后,对改进算法用MATLAB进行编程实现,并通过多组数据集进行实验测试,对产生的多种实验结果进行分析,验证自适应的模糊C均值聚类算法可以实现自动类别数的判定。     

一种二型模糊可能性聚类红外图像分割算法

提出了一种新的基于二型模糊可能性聚类的红外图像分割算法。针对受概率约束的模糊聚类算法和不受概率约束的可能性聚类算法在红外图像分割时存在的问题,采用二型模糊系统融合两种分割算法的隶属度函数,将隶属度函数看作一个区间型分布,而不是单独采用两种算法输出的确定模糊值。这种处理方式不但能有效抑制噪声及野值,而且能有效防止红外图像的过分割。实验仿真结果表明,该算法较传统聚类算法能获得更好的分割效果,可有效抑制噪声对目标区域分割的干扰。     

基于最大熵直觉模糊核聚类的目标跟踪算法

为了提高杂波环境下目标跟踪的正确关联率和实时性,本文提出一种基于最大熵直觉模糊核聚类的目标融合跟踪算法.先通过密度函数法确定初始聚类中心,再通过加入核函数和放松对隶属度的限制,并且通过样本加权给离群点和样本点不同的权值,从而可以减少离群点和噪声点的干扰,最后通过直觉指数引入直觉模糊集,得到改进后隶属度矩阵,以隶属度矩阵...     

核空间自适应非局部均值鲁棒分割算法

为改善传统模糊C均值(FCM)算 法对噪声干扰下图像的分割效果,提出了一种基于核空间邻域信息和自适应非局部均值相结 合的图像鲁棒分割算法。首先,利用传统FCM聚类算法进行初始聚类分割,将 所得聚类中心作为改进算法的初始聚类中心; 其次通过自适应非局部均值算法对图像进行平滑处理,避免图像过度分割;然后对引入核空 间邻域信息的目标函数进行最优化求解, 获取聚类中心和隶属度的迭代表达式;最后对像素进行分类时,利用邻域像素隶属度对像素 进行进一步滤波处理。实验结果表明:本文的 改进算法与传统FCM聚类算法、核空间FCM(KFCM)算法、基于邻域信息的FCM(FCM S)算法和基 于邻域信息KFCM(KFCM-S)算法相比,改进算法对强噪声干扰下的图像具有较好 的鲁棒性,并且能够有效分割图像的目标信 息和背景信息。从几种算法进行聚类分割结果所对应的峰值信噪比(PSNR)也可以看出,本文 改进算法的PSNR更高。     

一种基于粗集理论的图像分割方法

提出了一种基于粗集理论的图像分割方法．在图像聚类过程中的对象往往是具有相似关系而不是等价关系的对象．在本文中将相似关系应用到粗集理论中来解决图像中的聚类问题．由于噪声的干扰,往往会影响到图像分割的效果．本方法提出了边界点的最大隶属原则并进而提出了边界点的粗糙度以及边界点的最大隶属原则,从而大大减小了噪声的干扰．在此基础上给出了聚类质量的评价函数．该方法为进行图像分割提供了一个崭新的视角．     

Enhanced kernel-based fuzzy local information clustering integrating neighborhood membership

To enhance the segmentation performance and robustness of kernel weighted fuzzy local information C-means (KWFLICM) clustering for image segmentation in the presence of high noise, an improved KWFLICM algorithm aggregating neighborhood membership information is proposed. This algorithm firstly constructs a linear weighted membership function by combining the membership degrees of current pixel and its neighborhood pixels. Then it is normalized to meet the constraint that the sum of membership degree of pixel belonging to different classes is 1. In the end, normalized membership is used to update the clustering centers of KWFLICM algorithm. Experimental results show that the proposed adaptive KWFLICM ( AKWFLICM) algorithm outperforms existing state of the art fuzzy clustering-related segmentation algorithms for image with high noise.     

图像信息驱动的抑制式粗糙模糊聚类分割算法

粗糙模糊聚类方法需要手动设置阈值确定粗糙聚类的上、下近似且对图像中的噪声较为敏感。为了减少人为干预,实现粗糙模糊聚类在图像分割中的深度应用,本文提出一种图像信息驱动的抑制式粗糙模糊聚类分割算法。方法中设计了基于超像素区域信息的自适应阈值策略,用于有效确定粗糙聚类的上下近似,将图像空间信息引入到粗糙模糊聚类,构造了融合空间信息的粗糙模糊聚类目标函数,克服方法对于图像噪声的敏感性,此外,为进一步提升聚类性能,将模糊聚类中的抑制式学习思想引入到粗糙下近似集中像素的模糊隶属度的修正,实现了粗糙和模糊思想的深度融合。本文算法是更具混合智能机理的粗糙模糊聚类图像分割算法,实验结果表明了本文算法的有效性。      

基于小波包-FastICA在阿尔茨海默症中的应用及其生物学分析

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)基因表达谱数据具有高维性、高噪声、高冗余性等特点,使得AD特异性基因的搜索空间巨大,搜索算法时间长,降低了算法的挖掘性能及其生物学分析。因此对其基因表达谱数据进行去噪和降维预处理是十分必要的。文中首先利用小波包变换-SAM方法对数据进行降维去噪,实验结果证明了小波包方法能较好地提取基因表达谱有用信息;然后应用快速独立成分分析(FastICA)算法对预处理后的数据进行矩阵分解分析,并根据独立分量选取特异性基因。在此基础上的样本分类实验表明,FastICA提取的特异性基因具有较高的显著性,能够提高样本的分类结果。同时,通过所提取特异性基因的富集性分析,文中给出了这些基因在阿尔茨海默症数据集中聚类情况及其基因表达情况,为AD的生物学及医学病理分析提供有利的依据。     

一种基于Ｃ均值的模糊核聚类图像分割算法

模糊核聚类算法是一种结合无监督聚类和模糊集合概念的图像分割技术,已广泛应用于图像分割领域,但其算法对初值敏感,很大程度上依赖初始聚类中心的选择,并且容易收敛于局部极小值,用于图像分割时,隶属度的计算只考虑了图像中当前的像素探值,而未考虑邻域像素探间的相互关系,故对分割含有噪声图像不理想。故提出了一种改进的模糊核聚类图像分割算法,先通过数据约简,不损失数据聚类结构的前提下对数据进行挖掘,然后在模糊核聚类算法中引入特性核函数,将约简后的数据映射到高维非线性特征空间进行划分,最后再利用表征邻域像素的参数来修正当前空间像素的隶属度。实验结果表明,提出的算法较好地解决了模糊核聚类算法在局部极值处收敛和在迭代过程中出现停滞等问题,最终得到最佳全局聚类,迭代次数降低明显,并具有高鲁棒性、对噪声不敏感的特点。