模糊加权多视角可能性聚类算法

受益于独有的可能性聚类特性,较之传统FCM、k-means等基于类均值方法,PCM拥有更佳的聚类效果和抗噪性能。但PCM为传统单视角聚类算法,其在面对新兴多视角聚类场景时,往往效果欠佳。为解决此问题,基于PCM,提出一种新型的称为模糊加权多视角可能性聚类WCo-PCM算法。WCo-PCM显著优点在于其具备对各视角的自适应加权。有关UCI数据集的实验结果表明该算法较传统聚类算法及多视角聚类算法更具抗干扰性,有着更佳的聚类性能。     

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.     

改进的k-平均聚类算法研究

聚类算法的好坏直接影响聚类的效果。该文讨论了经典的k-平均聚类算法,说明了它存在不能很好地处理符号数据和对噪声与孤立点数据敏感等不足,提出了一种基于加权改进的k-平均聚类算法,克服了k-平均聚类算法的缺点,并从理论上分析了该算法的复杂度。实验证明,用该方法实现的数据聚类与传统的基于平均值的方法相比较,能有效提高数据聚类效果。     

基于知识量加权的直觉模糊均值聚类方法

针对聚类算法中特征数据对聚类中心贡献的差异性及算法对初始聚类中心的敏感性等问题,提出一种基于知识量加权的直觉模糊均值聚类方法。首先将原始数据集直觉模糊化并改进最新的直觉模糊知识测度计算知识量,据此实现数据集特征加权,再利用核空间密度与核距离初始化聚类中心,以提高高维特征数据集的计算精度与聚类效率,最后基于类间样本距离与最小知识量原理建立聚类优化模型,得到最优迭代算法。基于UCI人工数据集的实验结果表明,所提方法较大程度地提高了聚类的准确性与迭代效率,分类正确率及执行效率分别平均提高了10.63%和31.75%,且具有良好的普适性和稳定性。该方法首次将知识测度新理论引入模糊聚类并取得优良效果,为该理论在其他相关领域的潜在应用开创了新例。     

一种改进的k-中心聚类算法研究

聚类算法的好坏直接影响聚类的效果。文章讨论了经典的k-中心聚类算珐,说明了它存在不能很好地处理大数据集的问题,提出了一种基于加权改进的k-中心聚类算法,克服了k-中心聚类算法的一些缺点,并从理论上分析了该算祛的复杂度。实验证明,用该方法实现的数据聚类与传统的基于中心的方法相比较,能有效提高数据聚类效果。     

特征加权距离与软子空间学习相结合的文本聚类新方法

文本数据维数高、数据分布稀疏、不同类别的特征相互重叠,这为聚类分析提出了挑战.针对文本数据的这一特点,将特征加权技术与软子空间相结合,基于模糊聚类的算法框架,提出了一种适用于高维文本数据的软子空间模糊聚类新方法.首先,基于加权范数理论,提出了新的特征加权距离计算方法.接着,将其与软子空间学习的理论框架相结合,提出了面向模糊聚类的新的目标学习准则.通过向约束条件中引入熵指数r,从而扩展了模糊指数m的取值范围,并给出了物理解释.基于Zangwill收敛定理对算法的全局收敛性给出理论证明.实验表明,文中算法可以使软子空间学习和聚类分析同时进行,其性能比现有的相关算法有了较大的提高.     

基于概率典型性和聚类排斥的无噪声模糊聚类方法

提出了建立在概率典型性和聚类排斥基础上的一个新型无噪声模糊聚类方法RTCM，给出了它的迭代算法过程，并验证了它的收敛性．首先引述了一般的聚类方法，它们主要分为两种：噪声聚类，如模糊c均值（FCM）、可能模糊c均值（FPCM）；无噪声聚类，如NC、PCM等，然后给出了RTCM算法模型和过程，并验证了它的局部收敛性．该算法解决噪声环境下的数据聚类问题，避免了重叠聚类．对比试验表明，该算法改善了噪声环境下FCM，NC、PCM、FPCM的聚类中心质量，有效地解决了PCM在近邻聚类数据中的聚类重叠问题．     

一致性引导的自适应加权多视图聚类

随着获取多模态或多视图数据的日益容易,多视图聚类研究受到广泛关注.然而,很多方法直接从原始数据中学习邻接矩阵,忽视了数据中噪声的影响.此外,还有一些方法将各个视图同等对待,而实际上各视图在聚类过程中所发挥的作用是不同的.为解决上述问题,提出了一种基于Markov链的聚类算法,名为一致性引导的自适应加权多视图聚类(consensus guided auto-weighted multi-view clustering, CAMC).首先为每个视图构造转移概率矩阵;然后,以自适应加权的方式获得一致性转移概率矩阵,并对一致性转移概率矩阵的拉普拉斯矩阵进行了秩约束,确保拉普拉斯图中连通分量的数目正好等于簇的数目.此外,基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)优化策略对问题进行求解.在1个人造数据集和7个真实数据集上的实验结果证明了该算法的有效性,其聚类性能优于现有的8种基准算法.     

类属数据的贝叶斯聚类算法

针对类属型数据聚类中对象间距离函数定义的困难问题,提出一种基于贝叶斯概率估计的类属数据聚类算法。首先,提出一种属性加权的概率模型,在这个模型中每个类属属性被赋予一个反映其重要性的权重;其次,经过贝叶斯公式的变换,定义了基于最大似然估计的聚类优化目标函数,并提出了一种基于划分的聚类算法,该算法不再依赖于对象间的距离,而是根据对象与数据集划分间的加权似然进行聚类;第三,推导了计算属性权重的表达式,得出了类属型属性权重与其符号分布的信息熵成反比的结论。在实际数据和合成数据集上进行了实验,结果表明,与基于距离的现有聚类算法相比,所提算法提高了聚类精度,特别是在生物信息学数据上取得了5%~48%的提升幅度,并可以获得有实际意义的属性加权结果。     

熵加权多视角协同划分模糊聚类算法

当前,基于协同学习机制的多视角聚类技术存在如下两点不足：第一,以往构造的用于各视角协同学习的逼近准则物理含义不明确且控制简单;第二,以往算法均默认各视角的重要性程度是相等的,缺少各视角重要性自适应调整的能力。针对上述不足：首先,基于具有良好物理解释性的Havrda-Charvat熵构造了一个全新的异视角空间划分逼近准则,该准则能有效地控制异视角间的空间划分相似程度;其次,基于香农熵理论提出了多视角自适应加权策略,可有效地控制各视角的重要性程度,提高算法的聚类性能;最后,基于FCM框架提出了熵加权多视角协同划分模糊聚类算法(entropy weight-collaborative partition-multi-view fuzzy clustering algorithm,简称EW-CoP-MVFCM)。在模拟数据集以及 UCI 数据集上的实验结果均显示,所提算法较之已有多视角聚类算法在应对多视角聚类任务时具有更好的适应性。     

一种面向大数据的快速自动聚类算法

针对大数据环境下高维数据聚类速度慢、准确率低的问题,提出了一种面向大数据的快速自动聚类算法(FACABD)。FACABD聚类算法利用谱聚类算法对大数据集进行归一化和列降维,提出了一种新的快速区域进化的粒子群算法(FRE-PSO),并利用该算法进行行降维;然后在降维处理后的数据基础上,引入聚类模糊隶属度基数,自动发现簇的数目,根据类簇数目,采用FRE-PSO算法结合模糊聚类算法快速完成自动聚类。在人工生成数据集和UCI机器学习数据集上的实验结果表明,该算法能够在数据驱动下快速自动聚类,有效地提高了运行速度和精度。     

基于密度峰值优化的模糊C均值聚类算法

针对传统模糊C均值聚类算法和基于K-means++优化聚类中心的模糊C均值算法存在初始聚类中心敏感、聚类速度收敛慢、聚类算法需要人为给定聚类数目等缺陷,受密度峰值聚类算法（Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks,CFSFDP）的启发,提出了基于密度峰值算法优化的模糊C均值聚类算法,自适应产生初始聚类中心,确定聚类数目,并优化算法收敛过程。实验结果表明,改进后的算法与传统模糊聚类C均值算法相比能够准确地得到簇的数目,性能有明显的提高,并加快算法的收敛速度,达到相对更好的聚类效果。     

Iterative Bayesian fuzzy clustering toward flexible icon-based assistive software for the disabled

A novel fuzzy clustering technique, called iterative Bayesian fuzzy clustering (IBFC), is presented and applied for grouping and recommendation of icons associated with assistive software meant for the physically disabled. The algorithm incorporates a modified fuzzy competitive learning structure with a Bayesian decision rule. In order to ignore unintended behavior of the user, a Bayesian minimum risk classification rule with two loss coefficients is built into the algorithm. This provides a rational basis for outlier detection in noisy data. In addition, we show that the inclusion of a unique control parameter of IBFC allows for establishment of a strong relationship between learning region and cluster congestion. This interpretation leads to an agglomerative iterative Bayesian fuzzy clustering (AIBFC) framework capable of clustering data of complex structure. The proposed AIBFC framework is applied to design a flexible interface for the icon-based assistive software for the disabled. The latter is utilized in grouping and recommendation of icons. Additionally, the proposed algorithm is shown to outperform several well-known methods for both IRIS and Wisconsin benchmark data sets. Finally, it is shown, using a questionnaire survey of real end-users, that the software designed using AIBFC framework meets users’ needs.     

软硬结合的快速模糊C-均值聚类算法的研究

讨论的是对模糊C-均值聚类方法的改进,在原有的模糊C-均值算法的基础上,提出一种软硬结合的快速模糊C-均值聚类算法。快速模糊C-均值聚类算法是在模糊C-均值聚类算法之前加入一层硬C-均值聚类算法。硬聚类算法能比模糊聚类算法以高得多的速度完成,将硬聚类中心作为模糊聚类中心的迭代初值,从而提高模糊C-均值聚类算法的收敛速度,这对于大量数据的聚类是很有意义的。用数据仿真验证了这种快速模糊C-均值聚类算法比模糊C-均值算法迭代调整过程短,收敛速度快,聚类效果好。     

一种新的带模糊权的粗糙聚类算法

针对粗糙聚类算法缺乏对数据比例变换的鲁棒性的问题，在粗糙聚类的框架下融合模糊聚类的思想，将临界区域中对象的模糊隶属度作为它们对于聚类中心调整的作用权值，得到一种带有模糊权的粗糙聚类算法（fuzzy weighing rough clustering algorithm, FWRCA）．实验表明，该算法不仅对于数据的比例变化具有鲁棒性，且在一定程度上克服了粗糙C均值聚类算法对划分阈值ε的敏感性，在性能上优于传统粗糙C均值聚类算法(如RCMCA)，可应用于水电工程科学等以原型模型为研究手段并有大量需做比例变换的观测数据的领域．     

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.     

一种Web用户访问路径的可能性模糊聚类算法

结合Web用户访问特点,针对Web用户访问路径聚类分析中普遍存在的对象类别不确定性现象进行了研究.结合模糊聚类和可能性聚类的特点,提出来一种新的用户访问路径的可能性模糊聚类算法.新方法通过定义相关的截集,自动地将对象分配到若干簇中,避免了人工干预,实现了交叉聚类的目的.新方法建立在leader聚类算法的框架上,只需要扫描数据集一遍使得算法效率大大提高.在标准数据集上的对比试验表明新算法不仅是有效的,而且效率较高.     

密度敏感模糊核最大熵聚类算法EI北大核心CSCD

提出一种密度敏感模糊核最大熵聚类算法.该算法首先通过核函数将原始非线性非高斯的数据集转化为核空间数据集,然后利用核函数的相似性抵消不属于该聚类的样本数据在聚类过程中对聚类中心求解的干扰,消除正则化系数对聚类结果的影响,进而抑制传统最大熵聚类算法的趋同性.最后通过引入相对密度项,解决因样本数据在特征空间的分布差异而导致的聚类中心求解偏差问题,从而提高聚类结果的准确性.实验部分,本文讨论了算法参数间的关系以及对聚类结果的影响.通过与传统模糊C均值聚类算法、核模糊C均值聚类算法、最大熵聚类算法、最大熵规范化权重核模糊C均值聚类算法以及其他两种改进最大熵聚类算法的聚类结果进行对比分析,结果表明本文提出的密度敏感模糊核最大熵聚类算法的聚类性能明显优于其他算法.     

一种基于模糊划分和模糊加权的集成深度信念网络

针对DBN算法训练时间复杂度高,容易过拟合等问题,受模糊理论启发,提出了一种基于模糊划分和模糊加权的集成深度信念网络,即FE-DBN（ensemble deep belief network with fuzzy partition and fuzzy weighting）,用于处理大样本数据的分类问题。通过模糊聚类算法FCM将训练数据划分为多个子集,在各个子集上并行训练不同结构的DBN,将每个分类器的结果进行模糊加权。在人工数据集、UCI数据集上的实验结果表明,提出的FE-DBN比DBN精度均有所提升,具有更快的运行时间。