模拟退火与模糊C-均值聚类相结合的图像分割算法

模糊C-均值(FCM)聚类算法是一种结合无监督聚类和模糊集合概念的图像分割技术,比较有效,但存在着受初始聚类中心和隶属度矩阵影响,可能收敛到局部极小的缺点.将模拟退火算法(SA)与模糊C-均值聚类算法相结合,在合理选择冷却进度表的基础上,依据模糊C-均值聚类算法建立模拟退火算法的目标函数,实现了基于模拟退火的模糊C-均值聚类图像分割算法.实验表明,该方法具有搜索全局最优解的能力,因而可得到很好的图像分割结果.     

量子蚁群模糊聚类算法在图像分割中的应用

针对模糊C-均值算法对初始值的依赖,容易陷入局部最优值的缺点,本文提出将量子蚁群算法与FCM聚类算法结合,首先利用量子蚁群算法的全局性和鲁棒性以及快速收敛的优点确定图像的初始聚类中心和聚类个数,再将所得结果作为FCM聚类算法的初始参数,然后用FCM聚类算法对医学图像进行分割。实验结果表明,该方法有效解决了FCM算法对初始参数的依赖,克服了FCM算法及蚁群算法容易陷入局部极值的的缺点,而且在分割速度和精度上得到了较大提高。     

集成多策略改进FCM算法的旋转机械故障数据聚类分析研究

针对旋转机械故障数据聚类分析中的初始聚类中心不确定和孤立点敏感问题,提出了一种集成多策略改进的模糊C均值(FCM)聚类方法。首先以故障数据集的决策属性为等价关系对数据集进行划分,得到若干个由等价关系导出的等价类;然后以每个等价类为可行域,采用均值漂移方法搜索故障数据类中心;最后以搜索到的类中心为FCM算法的初始聚类中心,通过核技术计算故障数据样本与相应类中心在高维特征空间中的欧氏距离,从而实现数据样本相似性的有效度量,并完成故障数据的模糊聚类。通过标准数据集和旋转机械故障数据集对方法的性能进行了验证及比较分析。结果显示,改进FCM算法的聚类性能相比传统FCM算法的聚类性能得到了明显提升,在收敛速度和聚类准确性两个性能指标上,改进的FCM算法比FCM算法具有显著优势。     

基于遗传模糊C-均值聚类算法的除湿机故障诊断

针对除湿机系统的故障诊断问题及其特点,以CFTZ21型除湿机为对象,应用模糊C-均值聚类（FCM）算法进行了研究;引入遗传算法对传统模糊C-均值聚类算法进行了改进,克服了传统算法的不足;结合实验采集到的数据样本,对改进后的遗传模糊C-均值聚类算法进行检验,结果达到预期效果,由此说明,将改进的FCM应用于除湿机故障诊断是可行的。     

改进樽海鞘群优化K-means算法的图像分割

目的 针对樽海鞘群算法寻优精度低、易陷入到局部最优,以及K-means算法进行图像分割容易被初始聚类中心干扰等缺点,提出改进樽海鞘群优化K-means算法的图像分割。方法 首先利用Circle映射来对樽海鞘种群进行初始化;其次引入莱维飞行到领导者和追随者位置更新公式中,使得樽海鞘种群的多样性得到提高,克服算法陷入到局部最优。最后,对改进樽海鞘群算法先采用8个基准函数进行性能测试;再将改进樽海鞘群算法优化K-means进行图像分割。结果 改进算法在寻优精度、稳定性、收敛速度以及跳出局部最优的本领得到了提高。同时,改进樽海鞘群优化K-means算法进行图像分割,有效地提高了图像分割质量。结论 改进算法改善了原始樽海鞘群算法的寻优精度低、易陷入到局部最优的缺点,很好地优化了K-means算法对图像进行准确分割,在图像分割领域具有一定的参考意义。     

基于改进量子遗传算法的K均值聚类分析

0引言K-means算法是聚类分析中一种基本的聚类方法[1],因其简单可靠而被广泛使用,但传统的K均值算法受初始聚类中心的影响而过早地收敛于局部最优解。     

考虑客户满意度的物流末端节点选址模型及算法

为了解决自取货的物流末端单一节点选址问题，在服务顾客数量和地理位置已知的前提下，考虑最远取货距离的约束，建立以客户满意度模糊隶属度为目标函数的数学模型。为了求解该模型，运用均值聚类给出初始可行节点，以满意度较小的客户为顶点，在分析其合理性的基础上，设计基于三角形外心和等分点的启发式算法优化初始解，算法允许接受一次次优解以避免陷入局部最优，并通过记忆数组来跟踪搜索过程，最终输出过程最优解。最后给出算例分析，证明了所提出的图上寻优算法优于均值聚类和点密度聚类算法。     

基于随机权重粒子群和K-均值聚类的图像分割

K-均值聚类具有简单、快速的特点,因此被广泛应用于图像分割领域.但K-均值聚类容易陷入局部最优,影响图像分割效果.针对K-均值的缺点,提出一种基于随机权重粒子群优化（RWPSO）和K-均值聚类的图像分割算法RWPSOK.在算法运行初期,利用随机权重粒子群优化的全局搜索能力,避免算法陷入局部最优;在算法运行后期,利用K-均值聚类的局部搜索能力,实现算法快速收敛.实验表明：RWPSOK算法能有效地克服K-均值聚类易陷入局部最优的缺点,图像分割效果得到了明显改善;与传统粒子群与K-均值聚类混合算法（PSOK）相比,RWPSOK算法具有更好的分割效果和更高的分割效率.     

基于粒子群优化聚类的汽轮机组振动故障诊断

针对模糊C-均值聚类算法(FCM)容易陷入局部极值和对初始值敏感的不足,提出了一种新的模糊聚类算法(PFCM),新算法利用粒子群优化算法(PSO)全局寻优、快速收敛的特点,代替了FCM算法的基于梯度下降的迭代过程,使算法具有很强的全局搜索能力,很大程度上避免了FCM算法易陷入局部极值的缺陷,同时也降低了FCM算法对初始值的敏感度。将该算法应用于汽轮机组振动故障诊断中,与电厂运行实际故障状态对照,仿真结果表明该算法提高了故障诊断的正确率。为汽轮机振动故障诊断方法的研究提供了一种新的思路。     

鞍形屋盖极值风压系数模糊聚类分区研究

以鞍形屋盖为研究对象,针对其破坏主要始于屋盖边缘等部位的现象和关于鞍形屋盖风压分区无据可循的现状,围绕鞍形屋盖风压系数分区问题,采用模糊C均值聚类根据风易损程度将鞍形屋盖表面划分为多个区域。分区过程中,针对模糊C均值聚类对初始变量具有依赖性的问题进行了改进,包括采取预先限制聚类数目最大值与采用有效性指标确定最优聚类数目的方式。基于此,给出了鞍形屋盖表面的最不利平均、极值风压系数分区图,并计算了各区域的分区风压系数。     

基于模糊C均值聚类算法的金刚石砂轮磨粒边缘检测

基于模糊C均值(FCM)聚类算法将金刚石砂轮表面检测数据划分成金刚石和结合剂两个类别,以数据的质心初始化聚类中心,用迭代的方法分别求出相应的最优聚类中心和隶属度矩阵,通过选取合适的隶属度阈值以及两个聚类中心的欧氏距离阈值来区分金刚石和结合剂,确定磨粒边缘。为验证方法的可行性,对多组数据进行检测,并用模拟的砂轮表面形貌对此方法进行了评定,评定结果与设定值误差不超过2.0%。     

基于空间邻域信息的二维模糊聚类图像分割

传统模糊C均值聚类(FCM)算法进行图像分割时仅利用了像素的灰度信息,并且使用对噪声较敏感的欧氏距离作为像素与聚类中心距离度量的标准,因此抗噪性能较差.为了克服传统FCM算法的局限性,本文提出了一种基于空间邻域信息的二维模糊聚类图像分割方法(2DFCM).该方法利用二维直方图描述的像素邻域关系属性,一方面为聚类提供较准确的初始聚类中心,从而避免聚类中的死点问题;另一方面通过提出聚类中心同时在像素值、像素邻域值二维方向上进行更新的思想,建立了包含邻域信息的新的聚类目标函数,实现了图像的分割.实验结果表明,这种方法抗噪能力强、收敛速度快,是一种有效的模糊聚类图像分割方法.     

Fuzzy C-Means Algorithm Automatically Determining Optimal Number of Clusters

In clustering analysis, the key to deciding clustering quality is to determine the optimal number of clusters. At present, most clustering algorithms need to give the number of clusters in advance for clustering analysis of the samples. How to gain the correct optimal number of clusters has been an important topic of clustering validation study. By studying and analyzing the FCM algorithm in this study, an accurate and efficient algorithm used to confirm the optimal number of clusters is proposed for the defects of traditional FCM algorithm. For time and clustering accuracy problems of FCM algorithm and relevant algorithms automatically determining the optimal number of clusters, kernel function, AP algorithm and new evaluation indexes were applied to improve the confirmation of complexity and search the scope of traditional fuzzy C-means algorithm, and evaluation of clustering results. Besides, three groups of contrast experiments were designed with different datasets for verification. The results showed that the improved algorithm improves time efficiency and accuracy to certain degree.     

基于FCM和图割的交互式图像分割方法

为了提高在前景和背景颜色相似情况下图像的分割效果,提出了一种基于模糊C均值聚类(FCM)和图割的交互式图像分割方法。首先,利用分水岭算法对图像进行预处理,将图像分成多个小区域,用区域代替像素点进行分析。然后,采用模糊C均值算法对用户标记的前景区域和背景区域分别进行聚类分析,挖掘用户交互所提供的隐藏信息。用未标记区域的颜色分量到前景区域及背景区域类心的最小距离表示相似能量,用未标记区域与其相邻区域的相关性表示先验能量。最后,利用最大流/最小割算法求能量函数的全局最优解。与其他方法相比,该文方法具有较好的分割性能,能从前景背景相似的图像中较精确地提取感兴趣的物体,且用户操作简单。     

A Method of Identifying Thunderstorm Clouds in Satellite Cloud Image Based on Clustering

In this paper, the clustering analysis is applied to the satellite image segmentation, and a cloud-based thunderstorm cloud recognition method is proposed in combination with the strong cloud computing power. The method firstly adopts the fuzzy C-means clustering (FCM) to obtain the satellite cloud image segmentation. Secondly, in the cloud image, we dispose the ‘high-density connected’ pixels in the same cloud clusters and the ‘low-density connected’ pixels in different cloud clusters. Therefore, we apply the DBSCAN algorithm to the cloud image obtained in the first step to realize cloud cluster knowledge. Finally, using the method of spectral threshold recognition and texture feature recognition in the steps of cloud clusters, thunderstorm cloud clusters are quickly and accurately identified. The experimental results show that cluster analysis has high research and application value in the segmentation processing of meteorological satellite cloud images.     

基于模糊K-均值算法的模糊分类器设计

基于模糊K-均值算法的模糊分类器,就是把目前比较常用的模糊K-均值算法的聚类方法,再一次与模糊分类规则提取相结合而得到的一种分类器。它是一种很有效的模糊分类器,训练样本能正确的分类。在这种方法中,首先用模糊K-均值算法按剖分和覆盖的原则把训练样本分成群,并且每一群的中心和半径都被计算出来。然后,设计一个用模糊规则来表示分类的模糊系统。这样就有效地构建了一个能对训练样本比较准确分类的模糊分类器。用这种方法设计的分类器不需要预定义参数、训练时间较短、方法简单     

尺度方向自适应的减法聚类视频运动目标定位

针对减法聚类算法对视频运动目标进行定位时无法获取目标尺度及方向参数的问题,本文提出了一种可获取待定位目标尺度及方向参数的视频运动目标定位算法.该算法在减法聚类算法预定位目标位置及获得目标个数的基础上,进一步采用模糊C均值聚类对目标前景样本进行归类,最后通过对目标前景样本协方差矩阵特征值和特征向量的分析获得目标的尺度及方向参数,从而实现对视频运动目标的定位.实验结果表明,所提出的方法与原减法聚类定位方法相比可获得更合理的目标定位结果.