一种基于改进KH与KHM聚类的混合数据聚类算法

为解决K-means聚类对初始聚类中心敏感和易陷入局部最优的问题,提出一种基于改进磷虾群算法与K-harmonic means的混合数据聚类算法.提出一种具有莱维飞行和交叉算子的磷虾群算法以改进磷虾群算法易陷入局部极值和搜索效率低的不足,即在每次标准磷虾群位置更新后加入新的位置更新方法进一步搜索以提高种群的搜索能力,同时交替使用莱维飞行与交叉算子对当前群体位置进行贪婪搜索以增强算法的全局搜索能力.20个标准测试函数的实验结果表明,改进算法不易陷入局部最优解,可在较少的迭代次数下有效地搜索到全局最优解的同时保证算法的稳定性.将改进的磷虾群算法与K调和均值聚类融合,即在每次迭代后用最优个体或经过K调和均值迭代一次后的新个体替换最差个体.5个UCI真实数据集的测试结果表明:融合后的聚类算法能够克服K-means对初始聚类中心敏感的不足且具有较强的全局收敛性.     

基于广义反向学习的磷虾群算法及其在数据聚类中的应用

针对磷虾群（KH）算法在寻优过程中因种群多样性降低而过早收敛的问题，提出基于广义反向学习的磷虾群算法GOBL-KH。首先，通过余弦递减策略确定步长因子平衡算法的探索与开发能力；然后，加入广义反向学习策略对每个磷虾进行广义反向搜索，增强磷虾探索其周围邻域空间的能力。将改进的算法在15个经典测试函数上进行测试并与KH算法、步长线性递减的磷虾群（KHLD）算法和余弦递减步长的磷虾群（KHCD）算法比较，实验结果表明:GOBL-KH算法可有效避免早熟且具有较高的求解精度。为体现算法有效性，将GOBL-KH算法与K均值算法结合提出HK-KH算法用于解决数据聚类问题，即在每次迭代后用最优个体或经过K均值迭代一次后的新个体替换最差个体，使用UCI五个真实数据集进行测试并与K均值、遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）算法、蚁群算法（ACO）、KH算法、磷虾群聚类算法（KHCA）、改进磷虾群（IKH）算法进行比较，结果表明:HK-KH算法适用于解决数据聚类问题且具有较强的全局收敛性和较高的稳定性。     

一种改进的混合蛙跳和K均值结合的聚类算法

针对K均值聚类算法存在的对初始值敏感且容易陷入局部最优的缺点,提出一种改进的混合蛙跳算法（SFLA）和K均值相结合的聚类算法。该算法通过混沌搜索优化初始解,变异操作生成新个体,在更新青蛙位置时,设计了一种新的搜索策略,提高了算法寻优能力;根据青蛙群体的适应度方差来确定K均值算法的操作时机,抑制早熟收敛。实验结果表明,改进的算法提高了聚类精度,在全局寻优能力和收敛速度方面具有优势。     

基于差分演化的K-均值聚类算法

传统的K-均值算法,因对初始聚类中心的选择敏感,存在容易陷入局部最优解的缺点,差分演化算法是一类基于种群的启发式全局搜索技术,对于实值参数的优化具有很强的鲁棒性。为了克服K－均值聚类算法的上述缺点,提出基于差分演化的K-均值聚类算法,该方法结合K－均值算法的高效性和差分演化算法的全局优化能力,较好地解决了聚类中心优化问题。通过实验结果表明,此算法能够有效改善聚类质量。     

融合化学反应优化与K均值的文本数据聚类

提出一种融合化学反应优化与K均值的文本聚类算法.结合K均值聚类的局部快速开发寻优能力和化学反应优化的全局勘探能力,以K均值聚类解集合作为化学反应优化的初始分子结构群,通过引入单分子碰撞、单分子分解、分子间碰撞和分子间合成4种化学反应操作,增加种群分子多样性;利用融合余弦相似度和欧氏距离的适应度函数评估分子优劣,在扩展搜索空间的基础上求解最优文本聚类.聚类测试结果表明,在多数数据集上,算法在适应度、准确率、精确率、召回率和F度量等指标上均表现更好.     

基于GSA算法改进的K均值聚类

为改善K均值聚类存在的对初始聚心敏感、全局搜索能力弱和凭经验确定聚类数等不足,提出一种基于GSA算法的改进K均值聚类。采用粒子编码策略,把聚类中心集合视作种群粒子,引入GSA搜索聚类质量最好的初始聚类中心,设均方误差为适应度函数,引导全局搜索方向,设置种群成熟度因子避免算法陷入局部最优,引入聚类质量评价指标获取最佳聚类数。通过在4种UCI数据集上做仿真测试,验证了改进后K均值聚类具有较高的正确率和更好的稳定性。     

一种基于改进PSO的K—means优化聚类算法

针对传统的K—means算法对初始聚类中心的选取敏感、容易收敛到局部最优的缺点,提出一种基于改进粒子群优化算法（PSO）的K—means优化聚类算法。该算法利用PSO算法强大的全局搜索能力对初始聚类中心的选取进行优化：通过动态调整惯性权重等参数增强PSO算法的性能;利用群体适应度方差决定算法中前部分PSO算法和后部分K—means算法的转换时机;设置变量实时监控各个粒子和粒子群的最优值变化情况,及时地对出现早熟收敛的粒子进行变异操作,从而为K—means算法搜索到全局最优的初始聚类中心,使聚类结果不受初始聚类中心影响,易于获得全局最优解。实验结果表明文中提出的改进算法与传统聚类算法相比具有更高的聚类正确率、更好的聚类质量及全局搜索能力。     

基于MPI的并行PSO混合K均值聚类算法

传统的串行聚类算法在对海量数据进行聚类时性能往往不尽如人意,为了适应海量数据聚类分析的性能要求,针对传统聚类算法的不足,提出一种基于消息传递接口(MPI)集群的并行PSO混合K均值聚类算法。首先将改进的粒子群与K均值结合,提高该算法的全局搜索能力,然后利用该算法提出一种新的并行聚类策略,并将该算法与K均值聚类算法、粒子群优化(PSO)聚类算法进行比较。实验结果表明,该算法不仅具有较好的全局收敛性,而且具有较高的加速比。     

基于改进磷虾群优化的中心极大化KFCM算法在IDS的应用*

由于核模糊C-均值算法(Kernel Fuzzy C-means,KFCM)随机选择初始聚类中心,易导致算法陷入局部最优,且算法在聚类中心较近或重合时,易产生一致性聚类结果。为解决以上问题,提出一种改进算法。改进算法对原目标函数进行重新定义,通过在目标函数中增加一项聚类中心约束项来调控簇间分离度,从而避免算法出现一致性聚类结果。利用改进磷虾群算法对基于新目标函数的KFCM算法进行优化,使算法不再依赖初始聚类中心,提高算法的稳定性。基于距离最大最小原则产生多组较优的聚类中心作为初始磷虾群体并在算法迭代过程中融合一种新的精英保留策略,从而确保算法收敛到全局极值。通过对个体随机扩散活动进行分段式logistic混沌搜索,提高算法全局寻优能力。使用KDD CUP 99入侵检测数据进行仿真实验表明,改进算法具有更好的检测性能,解决了传统的聚类算法在入侵检测中稳定性差,检测准确率低的问题。     

基于改进引力搜索的混合K-调和均值聚类算法研究

为了解决聚类算法容易陷入局部最优的问题,以及增强聚类算法的全局搜索能力,基于KHM算法以及改进的引力搜索算法,本文提出一种混合K-调和均值聚类算法（G-KHM）。G-KHM算法具有KHM算法收敛速度快的优点,但同时针对KHM算法容易陷入局部最优解的问题,在初始化后数据开始搜索聚类中心时采用了一种基于对象多样性及收敛性增强的引力搜索算法,该方法改进了引力搜索算法容易失去种群多样性的缺点,并同时具有引力搜索算法较强的全局搜索能力,可以使算法收敛到全局最优解。仿真结果表明,G-KHM算法能有效地避免陷入局部极值,具有较强的全局搜索能力以及稳定性,并且相比KHM算法、K-mean聚类算法、C均值聚类算法以及粒子群算法,在分类精度和运行时间上表现出了更好地效果。     

一种基于萤火虫算法的模糊聚类方法

针对模糊C-均值聚类对初始值敏感、容易陷入局部最优的缺陷,提出了一种基于萤火虫算法的模糊聚类方法。该方法结合萤火虫算法良好的全局寻优能力和模糊C-均值算法的较强的局部搜索特性,用萤火虫算法优化搜索FCM的聚类中心,利用FCM进行聚类,有效地克服了模糊C-均值聚类的不足,同时增强了萤火虫算法的局部搜索能力。实验结果表明,该算法具有很好的全局寻优能力和较快的收敛速度,能有效地收敛于全局最优解,具有较好的聚类效果。     

基于改进K均值聚类的机械故障智能检测

针对传统的K均值聚类算法在机械故障检测的过程中,由于对K值的选择具有较强的主观性,最后极易得到局部最优解,而非全局最优解,降低了机械故障检测的准确性.提出一种改进K均值聚类的机械故障智能检测方法;将K均值聚类算法与粒子群算法相结合,在迭代处理的过程中,结合K均值进行优化,即将粒子群算法中的子代个体利用K均值聚类进行运算获取局部最优解,并使用这些个体继续参与迭代处理,这样能够提高算法的收敛速度,避免陷入局部最优解,获得准确的机械故障信号特征;实验结果表明,利用K均值倾斜特征提取的机械故障智能检测算法进行机械故障检测,能够有效提高故障检测的准确性,取得了令人满意的效果.     

基于改进的粒子群优化的模糊C-均值聚类算法

利用粒子群优化（PSO）算法全局寻优的特点,很大程度上避免了模糊C-均值聚类（FCM）算法对初值敏感、易陷入局部收敛的缺陷.利用收敛速度快的K均值聚类法得到的聚类中心作为PSO算法初始聚类中心的参考,提出一种新的模糊C-均值聚类算法Improved PSO FCM.实验结果表明,论文算法提高了FCM的搜索能力,聚类更为准确,效率更高.     

基于一种改进的遗传算法的空间聚类分析

空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支。空间聚类分析是空间数据挖掘的一个重要的研究领域。传统的K-均值方法用于聚类具有收敛速度快、算法实现简单等特点,但容易陷入局部最优,并对初始解敏感。遗传算法是一种全局搜索算法,但是收敛速度较慢。提出一种改进的遗传算法进行聚类,该算法通过全局搜索与局部搜索相结合,取得较好效果。实验表明:文中提出的算法在聚类分析中搜索到全局最优解(或近似全局最优解)的能力要优于经典的K-均值聚类算法,且局部收敛速度和全局收敛性能较好。     

Weka平台上解决聚类的改进差分进化算法

针对K均值算法的缺陷,提出一种用于解决聚类问题的差分进化算法对聚类的准则函数进行优化,为了能够进一步增强算法的全局搜索能力,引入一种基于种群适应度方差的自适应策略来动态调整变异概率CR和规模因子F等参数,充分利用在Weka工具中的类和接口,并将新提出的算法嵌入到平台中.在Weka平台上将该算法与K均值算法在3个UCI数据集上进行比较.仿真实验结果表明,该算法能够有效克服K均值算法的缺陷,能够获得较高的聚类质量.     

聚类中心计数值和全局距离向量RPCL算法

针对标准的竞争学习算法(rival penalized competitive learning,RPCL)在问题规模较大情况下,算法收敛速度较慢以及无法精确找到聚类中心的问题,通过引入聚类中心计数值和全局距离向量的方法,提高了RPCL算法对于问题全局最优解的搜索能力,提出了一个基于聚类中心计数值和全局距离向量的RPCL算法改进。通过理论证明验证了该RPCL算法可以有效提高RPCL算法对于全局最优聚类中心的搜索能力以及聚类结果的准确性,实验结果表明了理论推导的正确性以及该算法的可行性。     

基于改进人工蜂群的模糊C-均值聚类算法

模糊C-均值聚类算法在数据挖掘领域有着广泛的使用背景,而对初始点的敏感和较差的搜索能力,限制了算法的进一步推广应用。人工蜂群算法具有对初始点不敏感、适应能力强和搜索能力强等优点,并且针对人工蜂群算法对单峰问题收敛速度慢、多峰问题容易陷入局部最优等问题,通过引入差分进化算法中变异和交叉思想,改善蜂群算法的收敛速度,平衡局部搜索和全局搜索能力。然后将改进的人工蜂群算法和模糊C-均值聚类算法结合得到基于改进人工蜂群的模糊C-均值聚类算法,并在多个国际标准数据集上进行验证,实验结果表明此算法在多个衡量指标上取得了明显的改进。     

基于一种改进的遗传算法的空间聚类分析

空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支。空间聚类分析是空间数据挖掘的一个重要的研究领域。传统的K-均值方法用于聚类具有收敛速度快、算法实现简单等特点，但容易陷入局部最优，并对初始解敏感。遗传算法是一种全局搜索算法，但是收敛速度较慢。提出一种改进的遗传算法进行聚类，该算法通过全局搜索与局部搜索相结合，取得较好效果。实验表明：文中提出的算法在聚类分析中搜索到全局最优解（或近似全局最优解）的能力要优于经典的K-均值聚类算法，且局部收敛速度和全局收敛性能较好。     

融合K-调和均值和模拟退火粒子群的混合聚类算法

针对K-调和均值和模拟退火粒子群聚类算法的优缺点,提出了1种融合K-调和均值和模拟退火粒子群的混合聚类算法。首先通过K-调和均值方法将粒子群分成若干个子群,每个粒子根据其个体极值和所在子种群的全局极值来更新位置。同时引入模拟退火思想,抑制了早期收敛,提高了计算精度。本文使用Iris、Zoo、Wine和Image Segmentation,4个数据库,以F-measure为评价聚类效果的标准,对混合聚类算法进行了验证。研究发现,该混合聚类算法可以有效地避免陷入局部最优,在保证收敛速度的同时增强了算法的全局搜索能力,明显改善了聚类效果。该算法目前已用于无锡一淡水养殖基地的水产健康养殖水质分析系统,运行效果良好。     

基于智能优化算法的模糊软子空间聚类方法

为解决选定特征上的聚类问题和模糊C-均值聚类存在的初始值敏感、易陷入局部最优的问题,提出了一种基于改进萤火虫算法的模糊软子空间聚类方法。该方法在模糊C-均值聚类算法的基础上,采用基于数据可靠性的k-均值算法中特征权值的计算方法,并结合萤火虫算法的全局搜索能力对所有的特征子空间进行搜索;设计了一种目标函数来对聚类结果和子空间所包含的特征维进行评估,并利用目标函数改进了萤火虫算法的搜索公式。实验结果表明,该方法能有效地收敛于全局最优解,具有良好的聚类效果和抗噪性。