初始聚类中心优化的加权最大熵核FCM算法

针对传统基于最大熵模糊 C 均值聚类算法（MEFCM）仅适用于球状或椭圆状聚类,为了解决数据分布混乱以及高度相关难以划分的情形,引入 Mercer 核函数,使原来没有显现的特征突现出来,从而使聚类效果更好。然而在实际问题中,大多数样本集的样本数据都存在着重要性（权重）不同的现象,主要针对样本集中各个数据的不同重要程度来设计加权方法,同时为了克服聚类算法对初始聚类中心选取的敏感性这一弱点,提出了一个初始聚类中心优化的加权最大熵核模糊聚类算法（WKMEFCM）。通过实验验证,该算法与原MEFCM算法比较,其聚类结果更加稳定、准确,从而达到更好的聚类划分效果。     

一种基于核的快速可能性聚类算法

传统的快速聚类算法大多基于模糊C均值算法（Fuzzy C-means,FCM）,而FCM对初始聚类中心敏感,对噪音数据敏感并且容易收敛到局部极小值,因而聚类准确率不高。可能性C-均值聚类较好地解决了FCM对噪声敏感的问题,但容易产生一致性聚类。将FCM和可能性C-均值聚类结合的聚类算法较好地解决了一致性聚类问题。为进一步提高算法收敛速度和鲁棒性,提出一种基于核的快速可能性聚类算法。该方法引入核聚类的思想,同时使用样本方差对目标函数中参数η进行优化。标准数据集和人造数据集的实验结果表明这种基于核的快速可能性聚类算法提高了算法的聚类准确率,加快了收敛速度。     

局部搜索自适应核模糊聚类方法

核模糊C-均值聚类KFCM是利用核函数将数据映射到高维空间,通过计算数据点与聚类中心的隶属度对数据进行聚类的算法,拥有高效、快捷的特点而被广泛应用于各领域,然而KFCM算法存在对聚类中心的初始值敏感和不能自适应确定聚类数两个局限性。针对这两个问题,提出一种局部搜索自适应核模糊聚类方法,该方法引入核方法提高数据的可分性,并构造基于核函数的评价函数来确定最优的聚类数目和利用部分样本数据进行局部搜索以寻找初始聚类中心。人工数据和UCI数据集上的实验结果验证了该算法的有效性。     

基于模糊C均值聚类的医学图像分割研究

模糊C均值聚类算法（FCM）在硬C均值聚类的基础上有效地解决了医学图像分割中存在的模糊情况,通过建立表示图像中像素点与聚类中心加权相似度的目标函数,采用迭代优化的方法求解目标函数的极小值来确定最佳聚类。针对FCM算法中存在的对大样本数据分割速度慢、结果易受初始值影响、对噪声敏感、难以适应多种数据分布等缺陷,涌现出了大量的改进算法。对其中的部分改进算法进行综述,主要介绍快速FCM算法、基于初始值选取的FCM算法、基于空间邻域信息的FCM算法以及基于核函数的FCM算法等,并对其优缺点进行概要的总结和介绍。指出该算法进一步的研究方向。     

基于连续域混合蚁群优化的核模糊C-均值聚类算法研究

为进一步提高核模糊C-均值聚类算法的聚类性能,提出基于连续域混合蚁群优化的核模糊C-均值聚类算法(KFCM-HACO),使用HACO对KFCM算法的内核函数参数值和聚类中心进行优化,克服传统算法弊端,使核模糊C-均值聚类算法的目标函数最小化,加快算法的收敛速度.该优化算法在UCI数据集上的仿真实验及结果比较表明,KFCM-HACO算法的聚类性能优于传统的聚类算法,提高了聚类的准确性.     

鲁棒的交叉熵模糊聚类算法

针对模糊C-均值聚类(FCM)算法对噪声敏感、容易收敛到局部极小值的问题,提出一种基于交叉熵的模糊聚类算法。通过引入交叉熵重新定义了传统FCM算法的目标函数,利用交叉熵度量样本隶属度之间的差异性,并采用拉格朗日求解方法和朗伯W函数解决了目标函数的优化问题,此外,分析了样本划分矩阵的分布情况,依据分布特性对噪声样本进行识别。人工数据集合和标准数据集加噪的实验结果表明,该算法提高了传统FCM算法的抗干扰能力,具有更强的鲁棒性,噪声样本识别的准确率较高。     

改进的粒子群优化模糊C均值聚类算法

针对传统模糊C均值聚类算法（FCM）存在对初值敏感和易陷入局部收敛的缺陷,利用改进的粒子群算法对FCM进行优化,提出一种新的模糊C均值聚类算法Improved PSOFCM,并建立基于熵的聚类有效性函数,对聚类算法的性能进行客观评价。数据集实验表明,Improved PSOFCM算法不仅能克服传统FCM算法的不足,而且在聚类正确率和有效性上也优于基于粒子群与基于遗传优化的FCM算法。     

基于初始聚类中心选取的改进FCM聚类算法

针对模糊C-均值(Fuzzy C-Means,FCM)算法聚类效果往往受到初始聚类中心影响,收敛结果易陷入局部极小的问题,提出了一种改进的模糊C均值聚类算法.算法给出了一种简洁快速的初始聚类中心的选取规则,并根据聚类中心的分离特性改进了目标函数,从而使获得的聚类结果为全局最优.仿真结果证明新算法与传统FCM方法相比,迭代次数少,准确率高,同时也更加适用于样本数据分类不均衡的聚类问题.     

一种改进的密度加权的模糊C聚类算法

模糊C均值聚类算法(FCM)是一种流行的聚类算法,在许多工程领域有着广泛的应用.密度加权的模糊C均值算法(Density Weighted FCM)是对传统FCM的一种改进,它可以很好的解决FCM对噪声敏感的问题.但是DWFCM与FCM都没有解决聚类结果很大程度上依赖初始聚类中心的选择好坏的问题.提出一种基于最近邻居节点对密度的FCM改进算法Improved-DWFCM,通过最近邻居节点估计节点密度的方法解决聚类结果对初始簇中心依赖的问题.仿真结果表明这种算法选择出来的初始聚类中心与最终结果的簇中心非常接近,大大提高了算法收敛的速度以及聚类的效果.     

基于密度函数加权的模糊C均值聚类算法研究

模糊聚类算法具有较强的实用性,但传统模糊C均值算法（FCM）具有对样本集进行等划分趋势的缺陷,没有考虑不同样本的实际分布对聚类效果的影响,当数据集中各样本密集程度相差较大时,聚类结果不是很理想。因此,提出一种基于密度函数加权的模糊C均值聚类算法（DFCM算法）,该算法利用数据对象的密度函数作为每个数据点权值。实验结果表明,与传统的模糊C均值算法相比,DFCM算法具有较好的聚类效果。     

核空间中智模糊聚类及图像分割应用

目的 为了更有效地提高中智模糊C-均值聚类对非凸不规则数据的聚类性能和噪声污染图像的分割效果,提出了核空间中智模糊均值聚类算法。方法 引入核函数概念。利用满足Mercer条件的非线性问题,用非线性变换把低维空间线性不可分的输入模式空间映射到一个先行可分的高维特征空间进行中智模糊聚类分割。结果 通过对大量图像添加不同的加性和乘性噪声进行分割测试获得的核空间中智模糊聚类算法提高了现有算法的对含噪声聚类的鲁棒性和分类性能。峰值信噪比至少提高0.8 dB。结论 本文算法具有显著的分割效果和良好的鲁棒性,并适应于医学,遥感图像处理需要。     

核空间广义均衡模糊C-均值聚类算法

目的 针对现有广义均衡模糊C-均值聚类不收敛问题,提出一种改进广义均衡模糊聚类新算法,并将其推广至再生希尔伯特核空间以便提高该类算法的普适性。方法 在现有广义均衡模糊C-均值聚类目标函数的基础上,利用Schweizer T范数极限表达式的性质构造了新的广义均衡模糊C-均值聚类最优化目标函数,然后采用拉格朗日乘子法获取其迭代求解所对应的隶属度和聚类中心表达式,同时对其聚类中心迭代表达式进行修改并得到一类聚类性能显著改善的修正聚类算法;最后利用非线性函数将数据样本映射至高维特征空间获得核空间广义均衡模糊聚类算法。结果 对Iris标准文本数据聚类和灰度图像分割测试表明,提出的改进广义均衡模模糊聚类新算法及其修正算法具有良好的分类性能,核空间广义均衡模糊聚类算法对比现有融入类间距离的改进模糊C-均值聚类(FCS)算法和改进再生核空间的模糊局部C-均值聚类(KFLICM)算法能将图像分割的误分率降低10%30%。结论 本文算法克服了现有广义均衡模糊C-均值聚类算法的缺陷,同时改善了聚类性能,适合复杂数据聚类分析的需要。     

基于改进粒子群优化的移动界面模式聚类算法

聚类是一种非常有效的信息分析方法。针对现有基于粒子群优化的模糊C均值(Fuzzy C-means,FCM)聚类算法的聚类效果不佳的问题,提出一种基于改进粒子群优化的模糊C均值聚类算法,并将该聚类算法应用到移动界面模式的聚类中。首先,利用直觉模糊熵的几何解释和约束构造合理的直觉模糊熵;然后,在粒子群优化中使用直觉模糊熵判断种群的多样性程度,并引入混沌反向学习策略来提高全局搜索能力;最后,为了增强聚类算法的非线性处理能力,在聚类算法中加入高斯核函数,并将该聚类算法应用到移动界面模式的聚类中。移动界面模式聚类的实验表明,与现有聚类算法相比,文中所提聚类算法具有更好的聚类效果。     

基于模糊C均值聚类的环境感知推荐算法

针对现有环境感知推荐算法存在的不足,提出一种基于模糊C均值聚类的环境感知推荐算法.首先采用模糊C均值聚类算法对历史环境信息进行聚类,产生聚类及隶属矩阵;然后匹配活动用户环境信息与历史环境信息聚类,采用聚类隶属度作为映射系数将符合条件的非隶属数据映射为隶属数据,最终选择与活动环境匹配的隶属用户评分数据为用户产生推荐.同现有算法相比,该算法不仅解决了因用户环境改变不能准确推荐项目的问题,而且通过采用模糊聚类算法克服了传统硬聚类问题,并且借助于隶属映射函数解决了聚类产生的数据稀疏性问题.在MovieLens数据集上比较了新算法和其他算法的性能,验证了所提算法的有效性.     

基于连通核的鲁棒模糊C-均值聚类算法

提出一种新的鲁棒核模糊C-均值聚类算法.将连通核与AFCM(Alternative fuzzy C-means)聚类算法相结合,给出基于连通核的核AFCM:CRKFCM(Connectivity kernel based robust fuzzy C-means).CRKFCM一方面有效地利用了连通核,可以对任意形状数据聚类,且避免了核参数的选取问题;另一方面在特征空间使用非欧氏距离,可以有效地处理含噪声数据的聚类问题.实验结果表明,与原有的AFCM和连通核硬C-均值(CKHCM,Connectivity kernel based hard C-means)聚类算法相比,新算法在处理噪声环境中的任意形状聚类问题方面更有效.     

基于模糊C均值改进算法和ANFIS的蓄电池SOC预测

蓄电池剩余电量预测作为蓄电池智能管理系统的核心部分,为合理控制蓄电池的充放电情况、延长蓄电池的使用寿命提供了判据。然而蓄电池剩余电量的影响因素复杂、预测难度较大。针对这一挑战性课题,提出一种基于改进的模糊C均值聚类和自适应模糊神经推理系统(ANFIS)的预测算法,采用减法聚类和加权模糊C均值聚类生成初始模糊推理系统,通过梯度下降法和最小二乘法混合算法对自适应模糊神经网络中的前件参数和后件参数进行训练,建立非线性预测模型。仿真结果表明,改进的聚类算法解决了传统模糊C均值聚类稳定性差以及对噪声点、错误点敏感的缺点,加快了收敛速度,在此基础上建立的蓄电池剩余电量预测模型也具有较高的预测精度。     

稳健模糊C-均值聚类算法在图像分割中的应用研究

模糊C-均值聚类是模式识别中的重要算法之一,很早就被应用到图像分割中。由于原始的模糊C-均值聚类算法没有考虑图像的空间信息,算法对图像中的噪音点十分敏感。针对这个问题,很多稳健模糊C-均值聚类算法被提出。通常的做法是在原来模糊C-均值聚类的目标函数中加入空间信息惩罚项。本文讨论这类方法,具体分析不同算法的空间信息加入方式,并指出其优缺点。     

核空间直觉模糊局部C-均值聚类分割算法研究

针对现有直觉模糊C-均值聚类仅适合呈团状数据的不足,采用非线性函数将数据样本从欧式空间映射至再生希尔伯特高维特征空间,得到核空间直觉模糊聚类算法;同时考虑相邻像素的相互影响,将邻域像素融入核空间直觉模糊聚类的最优化目标函数中,经数学推导便得到嵌入像素局部信息的核空间直觉模糊聚类分割算法。图像分割测试结果表明,核直觉模糊C-均值聚类分割法相比现有直觉模糊C-均值聚类分割法能获得更满意的分割效果;同时,嵌入局部信息的核直觉模糊C-均值聚类分割法表现出良好的抗噪鲁棒性。