粒子群K-means聚类算法的改进

粒子群（PSO）与K-means结合是聚类分析中的重要方法之一,但都未考虑粒子更新导致的空类问题。提出基于多子群粒子群伪均值（PK-means）聚类算法,为该问题的解决提供一种有效途径,并与粒子群K均值（PSOK-means）,K-means算法进行比较。理论分析和实验表明,该算法不但可以防止空类出现,而且同时还具有非常好的全局收敛性和局部寻优能力,并且在孤立点问题的处理上也具有很好的效果。     

基于改进粒子群的K-means聚类算法

针对传统的k-means算法处理离散型数据的不足以及选取初始聚类中心的随机性等缺点,提出了一种基于改进的粒子群优化k-means算法,根据文中提供的优化算法寻找初始聚类中心后,在阀值范围内进行数据样本间的迭代更新,直至聚类中心稳定。经过实验结果验证分析表明,经过改进的粒子群优化k-means算法与传统的k-means算法相比,更具有良好的聚类收敛效果,聚类效果也相对稳定。     

基于改进量子旋转门人工鱼群算法的K-means聚类算法及其应用

为改进传统K-means聚类算法中存在因随机选择初始质心而导致聚类结果不稳定且准确度低的缺点,提出基于改进量子旋转门人工鱼群算法的K-means聚类(IQAFSA)算法,通过动态更新量子旋转门的旋转角提高下一代更新方向准确度及更新速度。变异策略从传统的非门改为H门,既增加种群的多样性,又使全局搜索能力增强;最终使用所改进算法选取K-means的初始质心再进行聚类。通过UCI数据的测试以及在医学相关数据上的实验表明,提出的算法具有有效性,准确度较高且收敛速度较快。     

量子粒子群在投影寻踪聚类中的应用

提出基于量子粒子群的投影寻踪聚类算法,该算法将量子粒子群的全局搜索能力与投影寻踪对高维数据的降维能力相结合,有效解决了高维数据聚类计算量大效率低的问题。并将该算法应用于三种不同的测试数据,仿真实验结果表明该算法具有更好的效率,且提高了聚类效果,是解决高维聚类问题的一种有效方法。     

优化初始聚类中心的K-means聚类算法

针对传统K-means算法对初始中心十分敏感,聚类结果不稳定问题,提出了一种改进K-means聚类算法。该算法首先计算样本间的距离,根据样本距离找出距离最近的两点形成集合,根据点与集合的计算公式找出其他所有离集合最近的点,直到集合内数据数目大于或等于[α]（[α]为样本集数据点数目与聚类的簇类数目的比值）,再把该集合从样本集中删除,重复以上步骤得到K（K为簇类数目）个集合,计算每个集合的均值作为初始中心,并根据K-means算法得到最终的聚类结果。在Wine、Hayes-Roth、Iris、Tae、Heart-stalog、Ionosphere、Haberman数据集中,改进算法比传统K-means、K-means++算法的聚类结果更稳定;在Wine、Iris、Tae数据集中,比最小方差优化初始聚类中心的K-means算法聚类准确率更高,且在7组数据集中改进算法得到的轮廓系数和F1值最大。对于密度差异较大数据集,聚类结果比传统K-means、K-means++算法更稳定,更准确,且比最小方差优化初始聚类中心的K-means算法更高效。     

基于量子粒子群的改进模糊聚类图像分割算法

提出了一种基于量子粒子群的改进模糊聚类图像分割算法。针对FCM图像分割算法对聚类中心初始值比较敏感的缺点,利用量子粒子群优化算法强大的全局搜索能力寻找最优解,能够有效降低图像分割算法对初始值的依赖程度;同时,用一种新的基于簇密度的距离度量公式来计算图像特征点与聚类中心点的距离,其在确定类中心时考虑数据集的全局信息,并且在迭代过程中采用动态隶属度,能够降低噪声干扰。仿真实验结果证明改进算法具有较好的性能。     

量子行为粒子群算法在基因聚类中的应用

在PSO算法的基础上提出的基于量子行为的QPSO算法,并将其应用到基因表达数据集上。QPSO基因聚类算法是将N条基因根据使TWCV（Total Within-Cluster Variation）函数值达到最小分到由用户指定的K个聚类中。根据K-means算法的优点,利用K-means聚类的结果重新初始化粒子群,结合QPSO和PSO的聚类算法提出了KQPSO和KPSO算法。通过在4个实验数据集上利用K-means、PSO、QPSO、KPSO、KQPSO 5个聚类算法得出的结果比较显示QPSO算法在基因表达数据分析上具有良好的性能。     

基于粒子群优化的模糊C-均值聚类改进算法

针对模糊C-均值聚类算法(FCM)存在易陷入局部优化的问题,将粒子群优化算法(PSO)和模糊C-均值聚类算法FCM相结合,提出了一种新的模糊聚类算法PSO-FCM.该算法使用PSO算法来代替FCM的迭代过程以实现模糊聚类,具有了很强的全局搜索能力,从而不用再为得到好的聚类效果而反复选择初值.仿真实验结果表明,提出的模糊聚类算法提高了FCM的搜索能力,具有更好的稳定性和健壮性,优化能力增强,提高了聚类的效率和效果.     

基于改进的粒子群优化的模糊C-均值聚类算法

利用粒子群优化（PSO）算法全局寻优的特点,很大程度上避免了模糊C-均值聚类（FCM）算法对初值敏感、易陷入局部收敛的缺陷.利用收敛速度快的K均值聚类法得到的聚类中心作为PSO算法初始聚类中心的参考,提出一种新的模糊C-均值聚类算法Improved PSO FCM.实验结果表明,论文算法提高了FCM的搜索能力,聚类更为准确,效率更高.     

基于扰动免疫粒子群和K均值的混合聚类算法

针对传统K均值聚类算法对初始化敏感和容易陷入局部最优的缺点,提出了一种基于扰动免疫粒子群和K均值的混合聚类算法。该算法采用K均值将粒子群进行分类,选择平均适应度值最高的聚类域用于产生疫苗,在粒子更新过程中采用疫苗接种机制和免疫选择机制提高粒子的多样性。当个体极值和全局极值连续停滞代数超过所设置的阀值时,算法使用扰动算子改变粒子群的运动方向,提高算法跳出局部极值的能力。当扰动次数达到设置的最大值时,对各个粒子进行K均值操作,提高收敛精度。实验结果表明,该算法具有较高的正确率和较好的稳定性。     

基于粒子群K均值聚类算法的电梯交通模式识别

针对传统方法存在的缺点,提出一种基于粒子群K均值聚类算法的电梯交通模式识别方法.该方法通过对此前一周的原始客流数据进行聚类分析,得到相应交通模式的聚类中心坐标.针对实时变化的交通流数据,采集5min时段客流数据,根据最近邻原则划分其归属的聚类中心,从而识别出当前的交通模式.仿真实验表明,该方法能对电梯交通模式进行有效识别,实时性较好.     

一种改进的量子粒子群优化算法及其应用

为提高基于概率幅编码的量子粒子群算法的优化效率,提出了一种改进的量子粒子群优化算法。在改进的算法中,采用量子Hadamard门实现粒子位置的变异,将概率幅对换变异改进为更具柔韧性的旋转调整,有效避免了种群在搜索空间中多样性的丢失;通过分析惯性因子、自身因子和全局因子的关系,提出了一种根据粒子当前适应度自适应确定全局因子的方法。以函数极值优化问题为例,仿真结果表明改进算法的搜索能力和优化效率优于原量子粒子群算法。     

基于K-均值聚类粒子群优化算法的组合测试数据生成

在解决组合测试中的测试数据集生成问题时,粒子群优化算法(PSO)在待测数据量增加达到一定程度以后,出现迭代次数增加、收敛速度减慢的缺点。针对该问题,提出了一种应用于组合测试数据集生成问题的基于K-均值聚类的粒子群优化算法。通过对测试数据集合进行聚类分区域,增强测试数据集的多态性,从而对粒子群优化算法进行改进,增加各个区域内粒子之间的影响力。典型案例实验表明该方法在保证覆盖度的情况下具有一定的优势和特点。     

一种改进的多目标粒子群优化算法及其应用

针对多目标粒子群优化算法在求解约束优化问题时存在难以兼顾收敛性能和求解质量这一问题,提出一种基于免疫网络的改进多目标粒子群优化算法.该算法通过免疫网络互通种群最优信息达到粒子群算法与人工免疫网络算法的协同搜索,同时给出了速度迁移策略、自适应方差变异策略和基于聚类的免疫网络策略.最后将所提出的方法应用于求解电弧炉供电优化模型,达到了减少电量消耗、缩短冶炼时间、延长炉衬使用寿命的目的,同时表明了该算法的有效性.     

结合双粒子群和K-means的混合文本聚类算法

传统K-means算法对初始聚类中心选择较敏感, 结果有可能收敛于一般次优解, 为些提出一种结合双粒子群和K-means的混合文本聚类算法。设计了自调整惯性权值策略, 根据最优适应度值的变化率动态调整惯性权值。两子群分别采用基于不同惯性权值策略的粒子群算法进化, 子代间及子代与父代信息交流, 共享最优粒子, 替换最劣粒子, 完成进化, 该算法命名为双粒子群算法。将能平衡全局与局部搜索能力的双粒子群算法与高效的K-means算法结合, 每个粒子是一组聚类中心, 类内离散度之和的倒数是适应度函数, 用K-means算法优化新生粒子, 即为结合双粒子群和K-means的混合文本聚类算法。实验结果表明, 该算法相对于K-means、PSO等文本聚类算法具有更强鲁棒性, 聚类效果也有明显的改善。     

一种改进的基于粒子群的聚类算法

针对K-means对初始聚类中心敏感和易陷入局部最优的缺点,提出了一种改进的基于粒子群的聚类算法.该算法结合基于密度和最大最小距离法来确定初始聚类中心,解决K-means对初始值敏感的问题;利用粒子群算法全局寻优能力强的优点,避免K-means陷入局部最优.通过对样本集各维属性的规范化处理,惯性权值采用凹函数递减,计算相异度矩阵,引入用群体适应度方差,进一步优化混合算法.实验结果表明,该算法具有更高的准确率和更强的收敛能力.     

基于粒子群优化的非均匀分簇路由算法

为了解决无线传感器网络分簇路由算法中存在的“热区”问题和簇头选取问题,设计了一种自适应粒子群优化的非均匀分簇路由算法。首先通过候选节点与汇聚节点之间的距离计算竞争半径并构造出大小不等的多个簇,然后根据簇规模引入优化的粒子群算法,评价节点剩余能量和节点之间的距离等因素选取最终簇头,以剩余能量较多的簇头作为下一跳,形成以汇聚节点为根节点的多跳路由。仿真结果表明,与LEACH算法和EEUC算法相比,所提算法网络生存期分别延长了34%和16%,平均能量消耗分别减少了22%和12%,有效地减少了网络节点的能量消耗。