一种基于极大熵的快速无监督线性降维方法

现实世界中高维数据无处不在,然而在高维数据中往往存在大量的冗余和噪声信息,这导致很多传统聚类算法在对高维数据聚类时不能获得很好的性能.实践中发现高维数据的类簇结构往往嵌入在较低维的子空间中.因而,降维成为挖掘高维数据类簇结构的关键技术.在众多降维方法中,基于图的降维方法是研究的热点.然而,大部分基于图的降维算法存在以下两个问题:(1)需要计算或者学习邻接图,计算复杂度高;(2)降维的过程中没有考虑降维后的用途.针对这两个问题,提出一种基于极大熵的快速无监督降维算法MEDR. MEDR算法融合线性投影和极大熵聚类模型,通过一种有效的迭代优化算法寻找高维数据嵌入在低维子空间的潜在最优类簇结构. MEDR算法不需事先输入邻接图,具有样本个数的线性时间复杂度.在真实数据集上的实验结果表明,与传统的降维方法相比, MEDR算法能够找到更好地将高维数据投影到低维子空间的投影矩阵,使投影后的数据有利于聚类.     

一种基于密度的空间数据流在线聚类算法

为了解决空间数据流中任意形状簇的聚类问题,提出了一种基于密度的空间数据流在线聚类算法(On-line density-based clustering algorithm for spatial datastream,OLDStream),该算法在先前聚类结果上聚类增量空间数据,仅对新增空间点及其满足核心点条件的邻域数据做局部聚类更新,降低聚类更新的时间复杂度,实现对空间数据流的在线聚类.OLDStream算法具有快速处理大规模空间数据流、实时获取全局任意形状的聚类簇结果、对数据流的输入顺序不敏感、并能发现孤立点数据等优势.在真实数据和合成数据上的综合实验验证了算法的聚类效果、高效率性和较高的可伸缩性,同时实验结果的统计分析显示仅有4%的空间点消耗最坏运行时间,对每个空间点的平均聚类时间约为0.033 ms.     

一种利用代表点的有效聚类算法设计与实现

本文针对传统的聚类算法倾向于识别大小类似的球形聚类簇,且对离群数据较为敏感等问题,利用聚类簇代表点选取的方法,设计了一种有效的聚类算法.该方法首先从聚类簇中选取充分分散的若干数据点,然后将它们向聚类簇的重心收缩,依此得到的多个数据点作为聚类簇的代表.通过选取多个代表点,本算法可以捕捉到不同形状的聚类簇的几何特征,且受离群数据的影响较小.实验结果表明,该算法处理复杂数据是有效的.     

基于ST DBSCAN的航迹聚类实现

针对现有飞行目标的航迹聚类算法的不足,提出的一种可对任意形状的航迹聚类,且不需提前划分聚类目标个数,可解决时空域航迹数据的聚类方法。通过航迹信息中的空间坐标以及时间信息,扫描选取航迹数据中的任意未标记点,进行时间域上的邻近点扫描,再对时间邻域内的点进行空间域扫描,通过时空域内邻近点迹的数量将相同目标的航迹形成簇,并通过数据仿真验证本聚类方法的有效性。     

基于邻接图的离群数据聚类算法

离群数据是数据中的小模式,因其固有的少数据与稀疏性等特征,使得基于距离或基于统计等常规聚类方式不适用于对离群数据的分类。该文根据离群对象关键域子空间的重合度,定义了离群共享属性集与离群相似度等概念,提出-离群簇分析技术。通过构建离群邻接图并将其稀疏化,将-离群簇搜索与相应的离群邻接图的最大完全子图搜索一一对应,给出一种基于邻接图的离群数据聚类算法。算例及实验结果表明,该方法具有较高的效率及良好的直观性。     

基于共享近邻的多视角谱聚类算法

为了解决谱聚类算法中相似矩阵的构造不能满足簇内数据点高度相似的问题,给出一种基于共享近邻的多视角谱聚类算法（MV-SNN）。首先,算法通过提高共享近邻个数多的两个数据点的相似度,使同簇的数据之间的相似度更高;然后,将改进后的多个视角的相似矩阵进行相加从而整合得到全局相似矩阵;最后,为了解决一般谱聚类算法在后期仍需要通过k均值聚类算法进行数据点划分的问题,给出拉普拉斯矩阵秩约束的方法,从而直接通过全局相似矩阵得到最终的类簇结构。实验结果表明,对比其他几种多视角谱聚类算法,MV-SNN算法在三个聚类衡量标准：准确度、纯度和归一化互信息上的性能提高了1%~20%,在聚类时间上减少了50%左右,可见MV-SNN算法的聚类性能更好,用时更短。     

基于共享近邻的多视角谱聚类算法

为了解决谱聚类算法中相似矩阵的构造不能满足簇内数据点高度相似的问题，给出一种基于共享近邻的多视角谱聚类算法（MV-SNN）。首先，算法通过提高共享近邻个数多的两个数据点的相似度，使同簇的数据之间的相似度更高；然后，将改进后的多个视角的相似矩阵进行相加从而整合得到全局相似矩阵；最后，为了解决一般谱聚类算法在后期仍需要通过k均值聚类算法进行数据点划分的问题，给出拉普拉斯矩阵秩约束的方法，从而直接通过全局相似矩阵得到最终的类簇结构。实验结果表明，对比其他几种多视角谱聚类算法，MV-SNN算法在三个聚类衡量标准：准确度、纯度和归一化互信息上的性能提高了1%~20%，在聚类时间上减少了50%左右，可见MV-SNN算法的聚类性能更好，用时更短。     

基于共享反K近邻的局部离群点检测算法

离群点检测和分析离群模式隐含的特征是离群点挖掘的重要研究内容.现有离群点检测算法存在两个明显的不足:根据离群度检测离群点,难以确定离群点的数量;忽略了与离群点邻接的聚类信息,不能提供解析离群模式的有效证据.为此,提出一种基于共享反K近邻的离群点检测算法,首先定义了一种对密度和维数变化不敏感的共享反K近邻相似度,然后应用聚类方法将数据集划分为聚类簇和包含离群点的离群簇,从而获取数据集中的离群点及解析离群点的聚类结构.仿真结果表明,反K近邻算法比现有方法更能精确地检测数据集中的局部离群点,具有很好的控制性能.     

一种代表点的近似折半层次聚类算法

针对传统的代表点聚类算法对收缩因子的敏感性和聚类数不适应数据的动态变化等问题,综合研究凝聚型层次聚类问题,提出一种代表点的近似折半层次聚类算法——ABHCURE(Approximate Binary Hierarchical Clustering Using Representatives),有效地解决了离群数据点对聚类结果的影响和聚类数的难确定问题.首先,提出单层多簇合并模式来提高算法的执行效率.其次,为了避免选择离群数据成为簇的代表点破坏原始数据分布,引入准噪声机制收集各层的准噪声数据增强算法的鲁棒性.最后,通过动态最小聚类数确定方式实现聚类数需求和确定难度的折衷.实验结果表明,该算法不仅运行时间相对较短,具有灵活的聚类数,还可以得到更高精确的聚类结果.     

考虑边界样本邻域归属信息的粗糙K-means增量聚类算法

在原有数据聚类结果的基础上,如何对新增数据进行归属度量分析是提高增量式聚类质量的关键,现有增量式聚类算法更多地是考虑新增数据的位置分布,忽略其邻域数据点的归属信息.在粗糙K-means聚类算法的基础上,针对边界区域新增数据点的不确定性信息处理,提出一种基于邻域归属信息的粗糙K-means增量式聚类算法.该算法综合考虑边界区域新增数据样本的位置分布及其邻域数据点的类簇归属信息,使得新增数据点与各类簇的归属度量更为合理;此外,在增量式聚类过程中,根据新增数据点所导致的类簇结构的变化,对类簇进行相应的合并或分裂操作,使类簇划分可以自适应调整.在人工数据集和UCI标准数据集上的对比实验结果验证了算法的有效性.     

基于密度的模糊代表点聚类算法

结合密度聚类和模糊聚类的特点,提出一种基于密度的模糊代表点聚类算法.首先利用密度对数据点成为候选聚类中心点的可能性进行处理,密度越高的点成为聚类中心点的可能性越大;然后利用模糊方法对聚类中心点进行确定;最后通过合并聚类中心点确定最终的聚类中心.所提出算法具有很好的自适应性,能够处理不同形状的聚类问题,无需提前规定聚类个数,能够自动确定真实存在的聚类中心点,可解释性好.通过结合不同聚类方法的优点,最终实现对数据的有效划分.此外,所提出的算法对于聚类数和初始化、处理不同形状的聚类问题以及应对异常值等方面具有较好的鲁棒性.通过在人工数据集和UCI真实数据集上进行实验,表明所提出算法具有较好的聚类性能和广泛的适用性.     

A semi-supervised hierarchical approach: two-dimensional clustering of microarray gene expression data

Micro array technologies have become a widespread research technique for biomedical researchers to assess tens of thousands of gene expression values simultaneously in a single experiment. Micro array data analysis for biological discovery requires computational tools. In this research a novel two-dimensional hierarchical clustering is presented. From the review, it is evident that the previous research works have used clustering which have been applied in gene expression data to create only one cluster for a gene that leads to biological complexity. This is mainly because of the nature of proteins and their interactions. Since proteins normally interact with different groups of proteins in order to serve different biological roles, the genes that produce these proteins are therefore expected to co express with more than one group of genes. This constructs that in micro array gene expression data, a gene may makes its presence in more than one cluster. In this research, multi-level micro array clustering, performed in two dimensions by the proposed two-dimensional hierarchical clustering technique can be used to represent the existence of genes in one or more clusters consistent with the nature of the gene and its attributes and prevent biological complexities.     

一种基于数据流的软子空间聚类算法

针对高维数据的聚类研究表明,样本在不同数据簇往往与某些特定的数据特征子集相对应.因此,子空间聚类技术越来越受到关注.然而,现有的软子空间聚类算法都是基于批处理技术的聚类算法,不能很好地应用于高维数据流或大规模数据的聚类研究中.为此,利用模糊可扩展聚类框架,与熵加权软子空间聚类算法相结合,提出了一种有效的熵加权流数据软子空间聚类算法——EWSSC(entropy-weighting streaming subspace clustering).该算法不仅保留了传统软子空间聚类算法的特性,而且利用了模糊可扩展聚类策略,将软子空间聚类算法应用于流数据的聚类分析中.实验结果表明,EWSSC 算法对于高维数据流可以得到与批处理软子空间聚类方法近似一致的实验结果.     

分布式环境中聚类问题算法研究综述

传统的集中式聚类是对集中存放在单个站点的数据集进行聚类,但不能解决数据分布存储环境下的聚类问题,而分布式聚类算法是从分布存储的数据集中提取分类模式,因此能满足此需求。针对分布式聚类算法进行综述和分析。首先对现有的分布式聚类算法进行了分类,然后对每类算法的基本思想和优缺点进行了比较,最后采用Iris和Wine两个数据集对几种分布式聚类算法从聚类精度和聚类时间两方面进行了比较。     

A deductive clustering approach

Abstract

Clustering is concerned with grouping a collection of input objects. Conventional clustering algorithms cluster unlabelled objects. We argue that there are useful applications that involve clustering of labelled objects. We propose an approach for clustering of labelled objects. The proposed approach makes use of the domain knowledge represented in the form of a directed acyclic graph for clustering. We also propose a set of proper axioms in logic as a basis for the proposed algorithm. We study some of the properties of the approach such as order-independence and describe in detail an application of the proposed algorithm in the context of document retrieval.     

基于混合聚类的中文词聚类

文本聚类在文本挖掘和信息检索系统中发挥着重要的作用,而词聚类是文本聚类的基础。提出了一种基于混合聚类的中文词聚类方法,它将层次聚类和概念聚类结合起来,以缩短整个聚类时间。首先对预处理后的词集进行初始聚类,然后从每个类中各取一个出现次数最多的词组成新的词集,最后对该词集进行再聚类。实验表明,这种方法有效降低了中文词聚类的时间复杂度。     

Adaptive partial graph learning and fusion for incomplete multi-view clustering

Most of existing multi-view clustering methods assume that different feature views of data are fully observed. However, it is common that only portions of data features can be obtained in many practical applications. The presence of incomplete feature views hinders the performance of the conventional multi-view clustering methods to a large extent. Recently proposed incomplete multi-view clustering methods often focus on directly learning a common representation or a consensus affinity similarity graph from available feature views while ignore the valuable information hidden in the missing views. In this study, we present a novel incomplete multi-view clustering method via adaptive partial graph learning and fusion (APGLF), which can capture the local data structure of both within-view and cross-view. Specifically, we use the available data of each view to learn a corresponding view-specific partial graph, in which the within-view local structure can be well preserved. Then we design a cross-view graph fusion term to learn a consensus complete graph for different views, which can take advantage of the complementary information hidden in the view-specific partial graphs learned from incomplete views. In addition, a rank constraint is imposed on the graph Laplacian matrix of the fused graph to better recover the optimal cluster structure of original data. Therefore, APGLF integrates within-view partial graph learning, cross-view partial graph fusion and cluster structure recovering into a unified framework. Experiments on five incomplete multi-view data sets are conducted to validate the efficacy of APGLF when compared with eight state-of-the-art methods.     

Dynamic data assigning assessment clustering of streaming data

Discovering interesting patterns or substructures in data streams is an important challenge in data mining. Clustering algorithms are very often applied to identify single substructures although they are designed to partition a data set. Another problem of clustering algorithms is that most of them are not designed for data streams. This paper discusses a recently introduced procedure that deals with both problems. The procedure explores ideas from cluster analysis, but was designed to identify single clusters without the necessity to partition the whole data set into clusters. The new extended version of the algorithm is an incremental clustering approach applicable to stream data. It identifies new clusters formed by the incoming data and updates the data space partition. Clustering of artificial and real data sets illustrates the abilities of the proposed method.     

一种层次化的检索结果聚类方法

检索结果聚类能够帮助用户快速地浏览搜索引擎返回的结果.传统的聚类方法由于不能生成有意义的类别标签因此是不适合的,为了改善检索结果层次化聚类的效果,采用了基于标签的聚类算法,提出了将DF、查询日志、查询词上下文特征融合的类别标签抽取算法,并以抽取的标签构造基础类别图,通过GBCA算法构建层次化聚类结果.实验证明了多特征融合模型的有效性;GBCA算法在类别标签抽取和F-Measure两个评价指标上都比STC和Snaket算法有很大的提高.     

一种新的聚类有效性函数

聚类有效性函数是用于评价聚类结果优劣的指标,准确地给出初始聚类类别数将使得聚类结果趋于合理化。根据模糊不确定性理论及聚类问题的基本特性,引入了新的紧密度度量指标D_i（U;c）,在此基础上提出了一个旨在寻求最优聚类类别数的有效性函数。该函数基于数据集的紧密度与分离度特征,综合考虑了数据成员的隶属度及数据集的几何结构。实验结果表明该有效性函数能够发现最优的聚类类别数,对于分类结构较为明确的数据集表现出良好的性能,并且对于权重系数具有良好的鲁棒性。