FCM算法中隶属度的新解释及其应用

本文从几何角度给出模糊c-均值聚类算法中隶属度的解释,这种解释能更好的说明模糊c-均值聚类算法的本质.作为应用,给出确定最优m值和确定最佳分类数的方法.     

区间数模糊c均值聚类中相对位置相异度的研究

区间数模糊c均值聚类方法中,区间数距离公式存在无法描述区间数之间相对位置的问题,针对该问题,本文分析了该问题产生原因,提出了相对位置相异度公式,并将该相异度公式应用于区间数模糊c均值聚类中。理论分析说明相对位置相异度公式能定量描述区间数之间相异程度,还能描述区间数之间相对位置。仿真实验结果表明,相对于基于现有区间数距离公式的区间数模糊c均值聚类,基于相对位置相异度的区间数模糊c均值聚类方法具有更好的聚类效果。同时,给出了相对位置相异度公式中参数选择标准。      

一种模糊C均值聚类算法及实现

模糊聚类是一种重要数据分析和建模的无监督方法。本文对模糊聚类进行了概述, 从理论和实验方面研究了模糊 c 均值聚类算法,并对该算法的优点及存在的问题进行了分析。该算法设计简单,应用范围广,但仍存在容易陷入局部极值点等问题,还需要进一步研究。     

基于新型混合SVC算法的雷达辐射源信号识别

无监督学习方法能够对雷达辐射源信号进行有效的识别,支持向量聚类（Support Vector Clustering,SVC）算法是一种基于支持向量机的无监督聚类方法。SVC不仅时间复杂度高．而且在处理分布复杂、不均匀样本时,识别率较低。文章结合模糊C-均值算法与SVC算法的优点．提出了一种新的混合模糊C-均值法和SVC算法的无监督聚类方法。此方法用模糊C-均值聚类算法对数据样本作初步地线性划分,以将原数据样本划分成若干子样本。再用SVC算法分别对这些子样本进一步划分,再由模糊C-均值聚类法将二次规划问题分解,因而大大减少了SVC的计算量．降低了时间消耗。相对于原数据样本,子样本的分布较为简单、均匀,容易找到更为合适的SVC参数值。对雷达辐射源信号进行聚类分析的实验结果表明,此方法处理速度较快,具有较高的识别率。     

基于模糊C均值聚类的作物病害图像分割方法研究

图像分割是指将人们感兴趣的目标从背景中分割出来,分割结果的好坏直接影响后期的图像分析和识别.基于作物病害图像的分割技术就是将病斑从病害图像中分割出来,以便于后期病害的诊断和识别.模糊C均值聚类是一种重要数据分析和建模的无监督方法,为提高作物病害图像的分割效果,根据作物病害图像的特点,提出一种基于模糊C均值聚类算法的作物病害图像自适应分割方法,并与K均值聚类算法进行比较,结果显示本文算法在进行图像分割方面表现出明显优势.     

结合模糊聚类与区域合并的彩色图像分割方法

提出了一种结合模糊聚类与区域合并的无监督彩色图像分割方法.首先,根据彩色图像建立对应的三维直方图,运用爬山法得到初始聚类中心和聚类数;然后,运用基于空间邻域像素的模糊均值聚类算法对图像在颜色空间进行聚类,得到初始分割结果;最后,应用提出的区域合并算法合并图像初始分割结果得到最终分割图像.仿真结果表明,算法的分割结果与人的主观视觉也有较好的一致性.     

可能性模糊C-均值聚类新算法

模糊C-均值聚类(FCM)对噪声数据敏感和可能性C-均值聚类(PCM)对初始类中心非常敏感易导致一致性聚类.可能性模糊C-均值聚类(PFCM)综合了FCM和PCM算法并且克服了这些缺点.但是PFCM必须先运行FCM来计算参数.提出一种新的PCM算法,新的PCM算法利用协方差矩阵来计算参数衡量了数据集的紧凑程度且无须先运行FCM,在新的PCM和FCM基础上提出了新PFCM算法,该算法无须事先运行FCM以计算参数,减少了算法运算时间.对数据集的测试实验结果表明了提出的新算法能同时产生模糊隶属度和典型值,减少聚类时间,同时具有更好的分类准确率.     

并行小生境粒子群优化的模糊聚类算法

针对模糊聚类算法对初始聚类中心敏感、容易陷入局部最优的问题,采用并行小生境粒子群优化算法对模糊聚类算法进行改进.通过山谷函数对小生境进行识别以形成互斥的多个子群,采用惩罚函数实现多子群并行搜索过程中的信息共享机制,引入混合聚类有效性函数获取最佳聚类数.仿真结果表明,该算法能提高模糊聚类算法的搜索效率以及分类精度.     

基于直方图的图像模糊聚类分割算法

针对传统模糊C-均值聚类算法对复杂的医学、遥感图像难以获得满意分割效果问题,将图像模糊C-均值聚类引入图像分割问题研究中,提出了基于直方图的图像模糊聚类快速分割算法。将越南学者Le提出的分布式图像模糊聚类算法目标函数进行简化,得到图像模糊聚类算法目标函数;采用拉格朗日乘子法获取其迭代求解所对应的隶属度、中立度、拒分度和聚类中心表达式,设计图像模糊聚类算法并对其收敛性进行了证明。通过复杂医学和遥感图像的分割测试结果表明,新的分割算法相比现有的模糊C-均值聚类分割算法和直觉模糊C-均值聚类分割算法具有更好的分割性能。     

一种基于传感器加权的模糊聚类数据关联方法

提出一种用于传感器网络中信息融合的模糊数据关联新方法,该方法利用传感器的观测性能的先验知识对观测样本进行加权,通过加权模糊聚类算法实现数据的正确关联.同时,引入模糊聚类有效性函数自动确定每个观测时刻的目标数目.实验结果表明与传统基于模糊c均值聚类算法相比,本文提出的数据关联方法不仅具有更高的关联精度,而且具有较好的可靠性和有效性.     

A multiresolution image segmentation technique based on pyramidalsegmentation and fuzzy clustering

In this paper, an unsupervised image segmentation technique is presented, which combines pyramidal image segmentation with the fuzzy c-means clustering algorithm. Each layer of the pyramid is split into a number of regions by a root labeling technique, and then fuzzy c-means is used to merge the regions of the layer with the highest image resolution. A cluster validity functional is used to find the optimal number of objects automatically. Segmentation of a number of synthetic as well as clinical images is illustrated and two fully automatic segmentation approaches are evaluated, which determine the left ventricular volume (LV) in 140 cardiovascular magnetic resonance (MR) images. First fuzzy c-means is applied without pyramids. In the second approach the regions generated by pyramidal segmentation are merged by fuzzy c-means. The correlation coefficients of manually and automatically defined LV lumen of all 140 and 20 end-diastolic images were equal to 0.86 and 0.79, respectively, when images were segmented with fuzzy c-means alone. These coefficients increased to 0.90 and 0.93 when the pyramidal segmentation was combined with fuzzy c-means. This method can be applied to any dimensional representation and at any resolution level of an image series. The evaluation study shows good performance in detecting LV lumen in MR images.     

Grey relational analysis based approach for data clustering

This paper generalises the concept of grey relational analysis to develop a technique, called grey relational pattern analysis, for analysing the similarity between given patterns. Based on this technique, a clustering algorithm is proposed for finding cluster centres of a given data set. This approach can be categorised as an unsupervised clustering algorithm because it does not need predetermination of appropriate cluster centres in the initialisation. The problem of determining the optimal number of clusters and optimal locations of cluster centres is also considered. Finally, the approach is used to solve several data clustering problems as examples. In each example, the performance of the proposed algorithm is compared with other well-known algorithms such as the fuzzy c-means method and the hard c-means method. Simulation results demonstrate the effectiveness and feasibility of the proposed method.     

基于核距离的直觉模糊c均值聚类算法

针对现有直觉模糊c均值聚类算法无法发现非凸聚类结构的缺陷,提出了一种基于核化距离的直觉模糊c均值聚类算法。算法在定义了基于核的直觉模糊欧式距离基础上,通过把聚类样本映射到高维特征空间,使原来没有显现的特征突现出来,从而能够更好地聚类。实验选择一组人工数据集及一组UCI数据集测试了本文算法,并将其与五种经典的聚类算法进行了比较。实验结果充分表明了该算法的有效性及优越性。     

基于粒子群优化的直觉模糊核聚类算法研究

针对现有基于核方法的直觉模糊聚类算法对初始值敏感、收敛速度慢等缺陷,利用粒子群优化算法全局搜索能力强、收敛速度快的优势,对直觉模糊核聚类算法的初始聚类中心进行优化,并提出了一种基于粒子群优化的直觉模糊核聚类算法。该算法在提升聚类性能的同时,有效增强了算法的收敛速度。在实验阶段,采用4组标准数据集对该算法进行了分类实验及有效性测试,并将其与模糊c均值聚类算法及直觉模糊c均值聚类算法的分类效果及运行时间进行对比,实验结果充分表明了该算法的有效性及优越性。     

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。     

Infrared image segmentation algorithm based on distribution information intuitionistic fuzzy c-means clustering

Due to the sensitivity of the traditional intuitionistic fuzzy c-means (IFCM) clustering algorithm to the clustering center in image segmentation,which resulted in the low clustering precision,poor retention of details,and large time complexity,an intuitionistic fuzzy c-means clustering algorithm was proposed based on spatial distribution information suitable for infrared image segmentation of power equipment.The non-target objects with high intensity and the non-uniformity of image intensity in the infrared image had strong interference to the image segmentation,which could be effectively suppressed by the proposed algorithm.Firstly,the Gaussian model was introduced into the global spatial distribution information of power equipment to improve the IFCM algorithm.Secondly,the membership function was optimized by local spatial operator to solve the problem of edge blur and image intensity inhomogeneity.The experiments conducted on Terravic motion IR database and the data set containing 300 infrared images of power equipment show that,the relative region error rate is about 10% and is less affected by the change of fuzzy factor m.The effectiveness and applicability of the proposed algorithm are superior to other comparison algorithms.     

Designing power aware self-reconfiguring topology for mobile wireless personal area networks using fuzzy logic

In mobile wireless personal area networks (WPAN), the position of each node changes over time. A network protocol that is able to dynamically update its links in order to maintain strong connectivity is said to be "self-reconfiguring." We propose a mobile wireless personal area networks (WPAN) design method with self-reconfiguring protocol for power efficiency. The WPAN is self-organized to clusters using an unsupervised clustering method, fuzzy c-means. A fuzzy logic system is applied to master/controller election for each cluster. A self-reconfiguring topology is proposed to manage the mobility and recursively update the network topology. We also modify the mobility management scheme with hysteresis to overcome the ping-pong effect. Simulation results show that our scheme performs much better than the existing algorithm.     

融入局部信息的直觉模糊核聚类图像分割算法

针对传统直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Fuzzy C-means,IFCM)的图像分割算法对噪声和初始聚类中心敏感,导致聚类精度不高和迭代次数多的问题,提出一种结合局部信息的直觉模糊核聚类的图像分割算法。在该算法中,首先采用基于直方图的方法确定聚类中心初始值,解决算法对聚类中心的初始值敏感的问题;其次,利用核函数将待分类数据集映射到高维非线性空间,改善分类数据的线性可分性,同时在目标函数中引入局部灰度信息和局部空间信息,优化直觉模糊隶属度的计算方法,提高直觉模糊聚类的分类精度。实验结果表明,提出算法能减少迭代次数,提高聚类精度,能有效对图像进行分割;无论在对图像分割还是在聚类有效性上,提出算法都要优于传统的模糊聚类算法,如模糊C均值聚类(Fuzzy C-means,FCM)、模糊核均值聚类(Kernel-based fuzzy c-means,KFCM)）、引入空间信息的直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Fuzzy C-means with spatial constraints ,IFCM-S)、模糊空间聚类(Fuzzy Local Information C-means,FLICM）、直觉模糊C均值聚类(Intuitionistic Kernel-based Fuzzy C-means,IFKCM）等。      

基于独立分量分析的极化SAR图像非监督分类方法

提出了一种针对极化合成孔径雷达(SAR)图像的新的分类方法--基于独立分量分析(ICA)的非监督分类方法.该方法将ICA和基于模糊集理论的非监督分类方法结合起来.用ICA方法对原始极化SAR图像进行特征提取,并用模糊C均值(FCM)算法对提取出的独立分量图像进行分类.该算法可对极化SAR图像进行自动分类,并减少由相干斑噪声所引起的分类错误,且其收敛速度快、稳定性高.采用SIR-C/X-SAR数据的试验证明了该算法的有效性.