基于改进布谷鸟搜索的k-means算法的离群点检测

为了解决k-means算法的离群点检测容易受到初始聚类中心的影响陷入局部最优的问题,本文提出一种基于改进布谷鸟搜索的k-means算法的离群点检测方法。首先,对原始布谷鸟搜索算法中的发现概率和莱维飞行步长做自适应策略改进并进行实验仿真;其次讨论改进后的布谷鸟搜索算法的收敛性问题;最后将改进后的布谷鸟搜索算法与k-means的离群点检测算法融合成一种新的离群点检测算法——基于改进布谷鸟搜索的k-means算法的离群点检测。通过对UCI数据集进行仿真实验,结果表明,本文算法不仅精确度方面有着明显优势,而且在3个数据集上收敛速度均有改善,可有效地抑制k-means算法的离群点检测容易陷入局部最优的问题,缩短运行时间。     

融合最近邻矩阵与局部密度的自适应K-means聚类算法

针对传统K-means聚类算法对初始聚类中心和离群孤立点敏感的缺陷,以及现有引入密度概念优化的K-means算法均需要设置密度参数或阈值的缺点,提出一种融合最近邻矩阵与局部密度的自适应K-means聚类算法。受最邻近吸收原则与密度峰值原则启发,通过引入数据对象间的距离差异值构造邻近矩阵,根据邻近矩阵计算局部密度,不需要任何参数设置,采取最近邻矩阵与局部密度融合策略,自适应确定初始聚类中心数目和位置,同时完成非中心点的初分配。人工数据集和UCI数据集的实验测试,以及与传统K-means算法、基于离群点改进的K-means算法、基于密度改进的K-means算法的实验比较表明,提出的自适应K-means算法对人工数据集的孤立点免疫度较高,对UCI数据集具有更准确的聚类结果。     

基于成对约束的判别型半监督聚类分析

现有一些典型的半监督聚类方法一方面难以有效地解决成对约束的违反问题,另一方面未能同时处理高维数据.通过提出一种基于成对约束的判别型半监督聚类分析方法来同时解决上述问题.该方法有效地利用了监督信息集成数据降维和聚类,即在投影空间中使用基于成对约束的K均值算法对数据聚类,再利用聚类结果选择投影空间.同时,该算法降低了基于约束的半监督聚类算法的计算复杂度,并解决了聚类过程中成对约束的违反问题.在一组真实数据集上的实验结果表明,与现有相关半监督聚类算法相比,新方法不仅能够处理高维数据,还有效地提高了聚类性能.     

基于网格技术的高维大数据集离群点挖掘算法

提出了一种基于网格技术的高维大数据集离群点挖掘算法（OMAGT）。该算法针对高维大数据集的分布特性，首先采用基于网格技术的方法寻找出聚类区域，并删除聚类区域内不可能成为离群点的聚类点集，然后运用局部离群因子（LOF）算法对剩下的点集进行离群点挖掘。OMAGT算法较好地实现了聚类信息的动态释放，将保留的离群点挖掘信息控制在一定的内存容量范围内，提高了算法的时间效率和空间效率。理论分析与实验结果表明OMAGT算法是可行和有效的。     

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.     

加速大规模数据集的离群点检测

针对现有基于距离的离群点检测算法在处理大规模数据时效率低的问题,提出一种基于聚类和索引的分布式离群点检测(DODCI) 算法。首先利用聚类方法将大数据集划分成簇;然后在分布式环境中的各节点处并行创建各个簇的索引;最后使用两个优化策略和两条剪枝规则以循环的方式在各节点处进行离群点检测。在合成数据集和整理后的KDD CUP数据集上的实验结果显示,在数据量较大时该算法比Orca和iDOoR算法快近一个数量级。理论和实验分析表明,该算法可以有效提高大规模数据中离群点的检测效率。     

一种基于多重聚类的离群点检测算法

在LDOF算法的基础上,提出一种基于多重聚类的离群点检测算法PMLDOF。该算法针对局部离群度量计算量大的缺点,采用聚类剪枝技术作为减少计算量的方法;同时,为了避免将位于簇边缘的离群点错剪,算法利用多重聚类的差异性对簇的边缘点进行筛选。在对数据集进行剪枝后,计算剩余数据的局部离群度LDOF,并找出符合条件的离群数据点。实验结果表明,算法在时间复杂度和检测精度上具有更好的优越性。     

一种多目标自适应DBSCAN离群点检测算法

在基于聚类的DBSCAN离群点检测算法中,存在参数Eps的不确定性和全局统一性问题.因此,本文首先提出了一种基于多目标优化的自适应DBSCAN离群点检测算法,根据不同数据集的特点,通过NSGA-Ⅱ优化算法为数据集中的每个数据自适应地求解一个最优Eps,不仅避免了人为经验设置参数的不足,还解决了全局参数带来的聚类不精确问...     

优化分配策略的密度峰值聚类算法

针对密度峰值聚类算法在面对复杂结构数据集时容易出现分配错误的问题,提出一种优化分配策略的密度峰值聚类算法(ODPC)。新算法首先引入参数积γ,扩大了聚类中心的选取范围;然后使用改进的数据点分配策略,对数据集的数据点进行基于相似度指标MS的重新分配,进一步优化了簇类中点集的分配;最后使用dc近邻法优化识别数据集的噪声点。在人工数据集及UCI真实数据集上的实验均可证明,新算法能够在优化噪声识别的同时,提高复杂流形数据集中数据点分配的正确率,并取得比DPC算法、DenPEHC算法、GDPC算法更好的聚类效果。     

基于聚类划分的两阶段离群点检测算法

针对基于距离的离群点检测算法受全局阈值的限制, 只能检测全局离群点, 提出了基于聚类划分的两阶段离群点检测算法挖掘局部离群点。首先基于凝聚层次聚类迭代出K-means所需的k值, 然后再利用K-means的方法将数据集划分成若干个微聚类; 其次为了提高挖掘效率, 提出基于信息熵的聚类过滤机制, 判定微聚类中是否包含离群点; 最后从包含离群点的微聚类中利用基于距离的方法挖掘出相应的局部离群点。实验结果表明, 该算法效率高、检测精度高、时间复杂度低。     

基于近邻传播算法的半监督聚类

提出了一种基于近邻传播(affinity propagation,简称AP)算法的半监督聚类方法.AP是在数据点的相似度矩阵的基础上进行聚类.对于规模很大的数据集,AP算法是一种快速、有效的聚类方法,这是其他传统的聚类算法所不能及的,比如:K中心聚类算法.但是,对于一些聚类结构比较复杂的数据集,AP算法往往不能得到很好的聚类结果.使用已知的标签数据或者成对点约束对数据形成的相似度矩阵进行调整,进而达到提高AP算法的聚类性能.实验结果表明,该方法不仅提高了AP对复杂数据的聚类结果,而且在约束对数量较多时,该方法要优于相关比对算法.     

半监督聚类中基于密度的约束扩展方法

现有的半监督聚类方法较少利用数据集空间结构信息,限制了聚类算法的性能。该文提出一种基于密度的约束扩展方法(DCE),将数据集以图的形式表达,定义一种基于密度的图形相似度。根据样本点间的距离和相似度关系,对已知约束集进行扩展,扩展后的约束集可用于各种半监督聚类算法。以约束完全连接聚类和成对约束K均值方法为例,说明了约束扩展方法的应用。实验表明,DCE能够有效地提升半监督聚类算法的性能。     

基于主动学习的K-Hub聚类算法

K-Hub聚类算法是一种有效的高维数据聚类算法,但是它对初始聚类中心的选择非常敏感,并且对于靠近类边界的实例往往不能正确聚类.为了解决这些问题,提出一种结合主动学习和半监督聚类的K-Hub聚类算法.运用主动学习策略学习部分实例的关联限制,然后利用这些关联限制指导K-Hub的聚类过程.实验结果表明,基于主动学习的K-Hub聚类算法能有效提升K-Hub的聚类准确率.     

Distance metric learning guided adaptive subspace semi-supervised clustering

Most existing semi-supervised clustering algorithms are not designed for handling high-dimensional data. On the other hand, semi-supervised dimensionality reduction methods may not necessarily improve the clustering performance, due to the fact that the inherent relationship between subspace selection and clustering is ignored. In order to mitigate the above problems, we present a semi-supervised clustering algorithm using adaptive distance metric learning (SCADM) which performs semi-supervised clustering and distance metric learning simultaneously. SCADM applies the clustering results to learn a distance metric and then projects the data onto a low-dimensional space where the separability of the data is maximized. Experimental results on real-world data sets show that the proposed method can effectively deal with high-dimensional data and provides an appealing clustering performance.     

一种用于处理高维稀疏数据的半监督聚类算法

半监督聚类是近年来研究的热点,传统的方法是在无监督算法的基础上加入有限的背景知识来提高聚类性能.然而大多数半监督聚类技术都基于邻近或密度,难以处理高维数据,因此必须将约减的特征加入到半监督聚类过程中.为解决此问题,提出了一种新的半监督聚类算法框架.该算法利用样本约束传递性进行预处理,然后将特征投影到低维空间实现降维,最终用半监督算法对约减后的样本进行聚类.通过实验同现行主要降维方法进行了比较,说明此方法能有效地处理高维数据,聚类效果良好.     

基于主动数据选取的半监督聚类算法

利用少量标签数据获得较高聚类精度的半监督聚类技术是近年来数据挖掘和机器学习领域的研究热点。但是现有的半监督聚类算法在处理极少量标签数据和多密度不平衡数据集时的聚类精度比较低。基于主动学习技术研究标签数据选取,提出了一个新的半监督聚类算法。该算法结合最小生成树聚类和主动学习思想,选取包含信息较多的数据点作为标签数据,使用类KNN思想对类标签进行传播。通过在UCI标准数据集和模拟数据集上的测试,结果表明提出的算法比其他算法在处理多密度、不平衡数据集时有更高精度且稳定的聚类结果。     

基于改进的半监督聚类的不平衡分类算法

不平衡分类的相关算法是机器学习领域的研究热点之一,其中的过采样通过重复抽取或者人工合成来增加少数类样本,以实现数据集的再平衡。然而当前的过采样方法大部分是基于原有的样本分布进行的,难以揭示更多的数据集分布特征。为了解决以上问题,首先,提出一种改进的半监督聚类算法来挖掘数据的分布特征;其次,基于半监督聚类的结果,在属于少数类的簇中选择置信度高的无标签数据（伪标签样本）加入原始训练集,这样做除了实现数据集的再平衡外,还可以利用半监督聚类获得的分布特征来辅助不平衡分类;最后,融合半监督聚类和分类的结果来预测最终的类别标签,从而进一步提高算法的不平衡分类性能。选择G-mean和曲线下面积（AUC）作为评价指标,将所提算法与TU、CDSMOTE等7个基于过采样或欠采样的不平衡分类算法在10个公开数据集上进行了对比分析。实验结果表明,与TU、CDSMOTE相比,所提算法在AUC指标上分别平均提高了6.7%和3.9%,在G-mean指标上分别平均提高了7.6%和2.1%,且在两个评价指标上相较于所有对比算法都取得了最高的平均结果。可见所提算法能够有效地提高不平衡分类性能。     

基于改进成对约束扩充的标签传播聚类算法

针对半监督聚类算法性能受到成对约束数量多寡的限制问题,现有的研究大都依赖于原始成对约束的数量。因此,首先提出了基于灰关联分析的成对约束初始化算法（initialization algorithm of pair constraints based on grey relational analysis,PCIG）。该算法通过均衡接近度计算数据对象间的相似度,并根据相似度的取值来确定可信区间,然后借鉴网络结构初始化方法来扩充数据对象间的成对关系。最后,将其应用于标签传播聚类算法。通过在五个基准数据集上进行实验,基于改进成对约束扩充的标签传播聚类算法与其他方法相比NMI值和ARI值有所提升。实验结果证明了改进成对约束扩充可以有效改善标签传播算法的聚类效果。     

基于分类的半监督聚类方法

提出一种基于分类的半监督聚类算法。充分利用了数据集中的少量标记对象对原始数据集进行粗分类,在传统k均值算法的基础上扩展了聚类中心点的选择方法;用k-meansGuider方法对数据集进行粗聚类,在此基础上对粗聚类结果进行集成。在多个UCI标准数据集上进行实验,结果表明提出的算法能有效改善聚类质量。