融合密度峰值和模糊C-均值聚类算法

针对模糊C—均值(FCM)聚类算法聚类结果依赖于初始中心的选取,易收敛于局部极值等问题,提出了一种密度峰值聚类(DPC)算法和FCM相结合的混合聚类方法(DPC-FCM),利用密度峰值快速搜索算法可以比较准确地刻画聚类初始中心的特点,改善FCM聚类算法存在的不足,从而实现优化聚类.在UCI数据集和人工模拟数据集上的实验结果显示:融合后的新算法和传统的FCM算法相比有着更高的正确率和更快的收敛速度,证明了新算法的可行性.     

基于种内协同克隆选择的Otsu图像分割算法

传统二维Otsu算法存在计算复杂度高、实时性差等缺点。针对这一不足,受生物群体成员间协作关系的启示,对克隆免疫算法进行改进,提出了一种基于种内协同的克隆选择算法（Clonal Selection Algorithm based on Cooperation within Species,CSACS）,将其与克隆选择算法（Clonal Selection Algorithm,CSA）进行对比测试,将其应用于二维Otsu图像分割。测试实验表明：该算法能加快收敛速度,具有较好的实时性,且分割效果较为理想。     

融合KNN优化的密度峰值和FCM聚类算法

针对模糊C均值（Fuzzy C-Means,FCM）聚类算法对初始聚类中心和噪声敏感、对边界样本聚类不够准确且易收敛于局部极小值等问题,提出了一种K邻近（KNN）优化的密度峰值（DPC）算法和FCM相结合的融合聚类算法（KDPC-FCM）。算法利用样本的K近邻信息定义样本局部密度,快速准确搜索样本的密度峰值点样本作为初始类簇中心,改善FCM聚类算法存在的不足,从而达到优化FCM聚类算法效果的目的。在多个UCI数据集、单个人造数据集、多种基准数据集和Geolife项目中的6个较大规模数据集上的实验结果表明,改进后的新算法与传统FCM算法、DSFCM算法对比,有着更好的抗噪性、聚类效果和更快的全局收敛速度,证明了新算法的可行性和有效性。     

Adaptive chaos clonal evolutionary programming algorithm

1 Introduction Chaos is the essential character of a nonlinear system, and also has a series of its own properties such as randomicity,ergodicity and regulation, etc. With the profound influ-ence[1] to the development of the science, the chaos has been introduced into the evolu-tionary computation to construct new intelligent algorithms for providing some novel methods and offering some new fields[2,3] such as to overcome prematurity during the search process. Although these algorithms have hi…     

基于模糊谱聚类的不确定蛋白质相互作用网络功能模块挖掘

针对谱聚类融合模糊C-means（FCM）聚类的蛋白质相互作用（PPI）网络功能模块挖掘方法准确率不高、执行效率较低和易受假阳性影响的问题，提出一种基于模糊谱聚类的不确定PPI网络功能模块挖掘（FSC-FM）方法。首先，构建一个不确定PPI网络模型，使用边聚集系数给每一条蛋白质交互作用赋予一个存在概率测度，克服假阳性对实验结果的影响；第二，利用基于边聚集系数流行距离（FEC）策略改进谱聚类中的相似度计算，解决谱聚类算法对尺度参数敏感的问题，进而利用谱聚类算法对不确定PPI网络数据进行预处理，降低数据的维数，提高聚类的准确率；第三，设计基于密度的概率中心选取策略（DPCS）解决模糊C-means算法对初始聚类中心和聚类数目敏感的问题，并对预处理后的PPI数据进行FCM聚类，提高聚类的执行效率以及灵敏度；最后，采用改进的边期望稠密度（EED）对挖掘出的蛋白质功能模块进行过滤。在酵母菌DIP数据集上运行各个算法可知，FSC-FM与基于不确定图模型的检测蛋白质复合物（DCU）算法相比，F-measure值提高了27.92%，执行效率提高了27.92%；与在动态蛋白质相互作用网络中识别复合物的方法（CDUN）、演化算法（EA）、医学基因或蛋白质预测算法（MGPPA）相比也有更高的F-measure值和执行效率。实验结果表明，在不确定PPI网络中，FSC-FM适合用于功能模块的挖掘。     

距离修正的模糊C均值聚类算法

经典的模糊C均值算法基于欧氏距离,存在等划分趋势的缺陷,分错率较高,只适用于球形结构的聚类。针对这一问题,利用数据的点密度信息,在数据点与聚类中心的距离度量中引入了调节因子,提出了一种基于密度的距离修正矩阵,并用其代替经典模糊C均值算法中的距离度量矩阵。通过人造数据集和UCI数据集的两组聚类实验,证实了改进算法对非球形结构的数据同样适用,且相比经典的模糊C均值算法具有更高的聚类准确率。     

一种基于记忆克隆选择的多目标免疫算法

借鉴生物免疫原理中克隆选择机理,设计了一种基于记忆克隆选择的多目标免疫算法。该算法构建了一种亲和度的快速计算方法,并在抗体种群全局搜索Pareto解的同时,也在记忆单元进行局部搜索,有效地提高了搜索效率和收敛性。选取了六种典型的多目标优化函数进行算法仿真测试研究,并与经典的多目标进化算法NSGA-II进行了比较。仿真研究结果证明了新算法在保证种群分布度的同时,拥有比NSGA-II更好的收敛性和速度。     

基于多类数据分类的改进克隆选择算法

针对传统的克隆选择算法(CSA)只依次单独针对某一类样本数据进行监督学习从而造成分类效率和精确度不高的问题,提出一种基于改进克隆选择算法的多类监督分类算法。算法通过进化学习可以同时获得多类样本数据的最佳聚类中心,进化过程中抗体适度值的计算综合考虑各类的类内相似性和类间差异性,从而保证得到的最佳聚类中心更具代表性。后续的分类实验中,分别利用常用的4组UCI数据和红树林多光谱TM遥感图像对算法进行验证,实验结果表明遥感图像的分类总精度达到92%,Kappa系数为0.91,UCI数据分类结果也较好,证明该算法是一种有效的多类数据分类算法。     

面向多模态函数优化的回溯克隆选择算法

针对多模态函数优化问题,提出了一种基于回溯机制的改进克隆选择算法--回溯克隆选择算法（BCSA）,采用改进回溯机制和记忆库抗体抑制策略,保持了抗体的多样性,以增强算法的全局搜索能力;通过改进动态变异、选择与交叉操作提高算法收敛速度。典型的多模态函数测试结果表明：回溯克隆选择算法具有优良的全局搜索能力和搜索效率。     

基于密度敏感距离的改进模糊C均值聚类算法

模糊C均值（FCM）聚类算法无法识别非凸数据,算法中基于欧式距离的相似性度量只考虑数据点之间的局部一致性特征而忽略了全局一致性特征。提出一种利用密度敏感距离度量创建相似度矩阵的FCM算法。通过近邻传播算法获取粗类数作为最佳聚类数的搜索范围上限,以解决FCM算法聚类数目需要人为预先设定和随机选定初始聚类中心造成聚类结果不稳定的问题。在此基础上,改进最大最小距离算法,得到具有代表性的样本点作为初始聚类中心,并结合轮廓系数自动确定最佳聚类数。基于UCI数据集和人工数据集的实验结果表明,相比经典FCM、K-means和CFSFDP算法,该算法不仅具有识别复杂非凸数据的能力,而且能够在保证聚类性能和稳定性的前提下加快收敛速度。     

A powerful hybrid clustering method based on modified stem cells and Fuzzy C-means algorithms

One of the simple techniques for Data Clustering is based on Fuzzy C-means (FCM) clustering which describes the belongingness of each data to a cluster by a fuzzy membership function instead of a crisp value. However, the results of fuzzy clustering depend highly on the initial state selection and there is also a high risk for getting the best results when the datasets are large. In this paper, we present a hybrid algorithm based on FCM and modified stem cells algorithms, we called it SC-FCM algorithm, for optimum clustering of a dataset into K clusters. The experimental results obtained by using the new algorithm on different well-known datasets compared with those obtained by K-means algorithm, FCM, Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO), Ant Colony Optimization (ACO), Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm demonstrate the better performance of the new algorithm.     

基于差异进化的克隆选择算法

针对免疫算法在全局优化过程中多样性不足的问题,将差异进化引入克隆变异操作中,提出了一个新的改进的克隆选择算法——基于差异进化的克隆选择算法(DECSA),算法将差异进化和克隆超变异相结合,促进了抗体与抗体之间的信息融合,使得子代抗体继承父代抗体的信息的同时,携带着不同父代个体信息,丰富了抗体种群的多样性,实现了在同一父代抗体周围的多个方向同时进行全局和局部搜索。对13个标准测试函数的测试结果及与已有的算法的比较表明,该算法表现出较好的局部搜索和全局搜索能力。     

基于改进遗传算法的加权模糊C均值聚类算法

针对模糊C均值(FCM)聚类算法具有初始聚类中心敏感和容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于改进遗传算法(GA)的加权模糊c均值聚类算法,采用高斯变异算子,提高了遗传算法在每个峰值附近的局部搜索能力,用基于复相关系数的加权欧式距离代替欧式距离,改进了FCM算法的聚类目标函数.用改进的算法对国际标准测试数据Iris进行测试,实验结果表明改进后的算法具有更好的稳定性和健壮性,提高了聚类的效果.     

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。     

Clonal Strategy Algorithm Based on the Immune Memory

Based on the clonal selection theory and immune memory mechanism in the natural immune system, a novel artificial immune system algorithm, Clonal Strategy Algorithm based on the Immune Memory (CSAIM), is proposed in this paper. The algorithm realizes the evolution of antibody population and the evolution of memory unit at the same time, and by using clonal selection operator, the global optimal computation can be combined with the local searching. According to antibody-antibody (Ab-Ab) affinity and antibody-antigen (Ab-Ag) affinity, the algorithm can allot adaptively the scales of memory unit and antibody population. It is proved theoretically that CSAIM is convergent with probability 1. And with the computer simulations of eight benchmark functions and one instance of traveling salesman problem (TSP), it is shown that CSAIM has strong abilities in having high convergence speed, enhancing the diversity of the population and avoiding the premature convergence to some extent.     

嵌入否定算子的网格入侵检测克隆选择算法

网格安全问题是网格普及的一大阻碍,网格入侵检测是解决网格安全瓶颈的方法之一.面向网格入侵检测需求,以现有克隆选择算法为主体,设计了嵌入否定选择算子的克隆选择算法(Negative Seleetion Operator Embedded Clonal Selection Algorithm,NCSA)作为新的检测器算法.否定算子删除了未成熟检测器中耐受性差的检测器,协助记忆检测器实现动态更新;亲和力成熟机制减少了协同刺激数量.通过实验合理设置两个影响NCSA性能的参数:不成熟检测嚣的耐受周期T和成熟检测器的生命周期L,获得满意的检测性能.相同参数和训练环境下,与传统克隆选择算法相比,NCSA获得较高非自我检测率和较低的误报率,整体检测性能有所提高.这也说明NCSA能更好识别未知入侵,适应网格环境.     

A hybrid clonal selection algorithm for the location routing problem with stochastic demands

In this paper, a new formulation of the Location Routing Problem with Stochastic Demands is presented. The problem is treated as a two phase problem where in the first phase it is determined which depots will be opened and which customers will be assigned to them while in the second phase, for each of the open depots a Vehicle Routing Problem with Stochastic Demands is solved. For the solution of the problem a Hybrid Clonal Selection Algorithm is applied, where, in the two basic phases of the Clonal Selection Algorithm, a Variable Neighborhood Search algorithm and an Iterated Local Search algorithm respectively have been utilized. As there are no benchmark instances in the literature for this form of the problem, a number of new test instances have been created based on instances of the Capacitated Location Routing Problem. The algorithm is compared with both other variants of the Clonal Selection Algorithm and other evolutionary algorithms.     

面向不等长多维时间序列的聚类改进算法

针对已有基于模型的多维时间序列（MTS）聚类算法处理不等长MTS速度较慢的问题,提出了一种基于LR分量提取的MTS聚类算法（MUTSCA〈LRCE〉）。首先,采用等频离散化方法符号化MTS;然后,计算用于表达MTS样本各维时间序列之间时序模式的LR向量,对每个LR向量进行排序后从其两端提取固定数目的不同关键分量,所有提取的关键分量拼接形成表示MTS样本的模型向量,该过程将不等长MTS样本集转换为等长的模型向量集;最后,采用k-means算法对生成的等长模型向量集进行聚类分析。在多个公共数据集上的实验结果表明,与基于模型的MTS聚类算法——MUTSCA〈LR〉相比,所提算法能够在保证聚类效果的前提下,显著提高不等长MTS数据集的聚类速度。     

改进的FCM聚类在交通时段自动划分中的应用

针对传统交通时段划分方法的局限性,提出了一种混合蛙跳算法(SFLA)与模糊C均值算法(FCM)有机结合的交通时段划分方法SFLA-FCM。SFLA是一种全新的后启发式群体进化算法,具有高效的计算性能和优良的全局搜索能力。SFLA-FCM使用SFLA的优化过程代替FCM的基于梯度下降的迭代过程,有效地避免了FCM对初值敏感及容易陷入局部极小的缺陷。实验结果表明,与单一FCM法相比,SFLA-FCM聚类更准确,效果更佳,对解决城市交通时段的自动划分问题是可行、有效的。     

一种快速的广义噪声聚类算法

为解决广义噪声聚类（GNC）算法非常依赖参数和在运行GNC算法前必须运行FCM算法以便计算参数的缺点,在GNC的目标函数和可能聚类算法（PCA）基础上,提出一种快速的广义噪声聚类（FGNC）算法。FGNC算法通过一种非参数化方法计算GNC目标函数中的参数,因而FGNC算法不依赖参数并且聚类速度快于GNC算法。对人工含噪声数据集和两个实际数据集进行仿真实验,实验结果表明FGNC算法能很好地处理含噪声数据,具有聚类中心更接近真实聚类中心,聚类准确性高,聚类时间少的优良性能。