基于新相异度量的模糊K-Modes聚类算法

提出了一种基于新相异度量的模糊K-Modes算法。该算法假定不同属性对聚类结果有不同程度的影响,定义了新的属性值函数,以基于划分相似度的聚类精确度作为聚类结果的评价准则。通过真实数据的实验结果表明,新的基于相异度量的模糊K-Modes算法比传统的模糊K-Modes算法有更好的聚类效果。     

粗糙K-Modes聚类算法

Michael K.Ng等人提出了新K-Modes聚类算法,它采用基于相对频率的启发式相异度度量方法,有效地提高了聚类精度,但不足的是在计算各类的属性分类值频率时假定类中样本对聚类的贡献相同。为了考虑类中样本对类中心的不同影响,提出一种粗糙K-Modes算法,通过粗糙集的上、下近似度量数据样本在类内的重要性程度,不仅可以获得比新K-Modes算法更好的聚类效果,而且可以在保证聚类效果的基础上降低白亮等人提出的基于粗糙集改进的K-Modes算法的计算复杂度。对几个UCI的数据集的测试实验结果显示出新算法的优良性能。     

动态的模糊K-Modes初始化算法

模糊-Modes聚类算法针对分类属性的数据进行聚类,使用爬山法来寻找最优解,因此该算法对初始值较为敏感。为了克服该缺点,提出一种动态的模糊K—Modes初始化算法,该方法能够自动确定聚类数目,以及对应的聚类中心;而且能够应用于数值属性和分类属性相混合的数据集。该初始化算法可以有效地克服模糊K—Modes算法对初值的敏感性。实验的结果表明了该初始化算法的可行性和有效性。     

基于粗糙集的改进K—Modes聚类算法

传统的K-Modes算法采用简单匹配的方法来计算对象之间的距离,并没有充分考虑同一属性下的两个不同值之间的相似性.基于粗糙集中的上、下近似,提出了一种新的距离度量,并重新定义了类中心,对传统K-Modes算法进行了改进.与其他改进K-Modes算法进行了比较,实验结果表明,基于粗糙集的改进K-Modes算法有效地提高了聚类精度.     

一种基于信任值的分类属性聚类算法

针对K—Modes算法的不足,提出了一种基于信任值的分类属性聚类算法TrustCCluster,该算法不需预先给定聚类个数,聚类结果稳定且不依赖于初始值的选取。在真实数据上验证了TrustC—Cluster聚类算法,并与K—Modes和P—Modes算法进行了对比,实验结果表明TmstCCluster算法是有效、可行的。     

基于新的距离度量的K-Modes聚类算法

传统的K-Modes聚类算法采用简单的0-1匹配差异方法来计算同一分类属性下两个属性值之间的距离, 没有充分考虑其相似性. 对此, 基于粗糙集理论, 提出了一种新的距离度量. 该距离度量在度量同一分类属性下两个属性值之间的差异时, 克服了简单0-1匹配差异法的不足, 既考虑了它们本身的异同, 又考虑了其他相关分类属性对它们的区分性. 并将提出的距离度量应用于传统K-Modes聚类算法中. 通过与基于其他距离度量的K-Modes聚类算法进行实验比较, 结果表明新的距离度量是更加有效的.     

模糊K-Modes聚类精确度分析

模糊K-Modes聚类算法是对具有分类属性的数据进行聚类的一种有效的算法。为了评价聚类结果，以具有明确分类结构的数据作为输入数据，将模糊K-Modes聚类结果与原始数据的分类结构进行对比，分析了确定它们之间对应关系的方法，在期望聚类结果应该具有的特点的基础上，对现有的精确度定义和计算方法进行修正，在划分相似度的基础上，重新定义模糊K-Modes聚类精确度。     

属性赋权的K-Modes算法优化

传统K-Modes算法的一个主要问题是属性选择问题。K-Modes算法在聚类过程中对每一个属性都同等看待,而在实际应用中,很多数据集仅有几个重要属性对聚类起作用。为了考虑不同属性对聚类的不同影响,将K-Modes聚类算法与属性权重的最优化结合起来,提出一种属性自动赋权的FW-K-Modes算法。该算法不仅可以提高传统K-Modes聚类算法的聚类精度,还能分析各维属性对聚类的贡献程度,实现关键属性的选择。对多个UCI数据集进行了实验,验证了该算法的优良特性。     

基于流数据的模糊聚类算法

对流数据进行有效聚类是一个吸引研究者很大注意力的问题.传统的聚类挖掘算法只能适用于纯数值属性数据或纯分类属性数据,很难适用于混合属性的数据.针对混合属性数据的特点,在借鉴AcluStream算法的基础上,提出了一种模糊聚类算法.算法对流数据的相异度分类度量,定量属性使用欧氏距离和曼哈坦距离度量,定性属性可以采用hamming距离度量.模糊聚类算法的主要步骤有两步:第一步,运用最小距离聚类算法进行聚类,构成一个初始类.第二步,对基于最小距离聚类算法进行聚类所得到的初始簇,运用密度聚类方法进行聚合或分割,使得聚类集合稳定.实践证明:该算法是快速地有效的.     

面向混合属性数据集的改进半监督FCM聚类方法

针对混合属性数据集聚类精度低的问题,本文提出一种基于改进距离度量的半监督模糊均值聚类（Fuzzy C-means,FCM）算法.首先,在数据集中针对类别属性进行预处理,并设置相应的相异度阈值;将传统聚类距离度量与改进的Jaccard距离度量结合,确定混合属性数据集的距离度量函数;最后,将所得距离度量函数与传统半监督FCM算法相结合,并在滚动轴承的不同复合故障数据的特征集中进行聚类.实验表明,该算法能在含无序属性的混合属性数据集的聚类中取得更好的聚类效果.     

Mahalanobis distance based on fuzzy clustering algorithm for image segmentation

Conventional Fuzzy C-means (FCM) algorithm uses Euclidean distance to describe the dissimilarity between data and cluster prototypes. Since the Euclidean distance based dissimilarity measure only characterizes the mean information of a cluster, it is sensitive to noise and cluster divergence. In this paper, we propose a novel fuzzy clustering algorithm for image segmentation, in which the Mahalanobis distance is utilized to define the dissimilarity measure. We add a new regularization term to the objective function of the proposed algorithm, reflecting the covariance of the cluster. We experimentally demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm on a generated 2D dataset and a subset of Berkeley benchmark images.     

一种符号型增量数据标签算法

数据标签是一种提高增量数据聚类效率的简单而有效的方法.数据标签就是分配每个新增数据点到与之最相似的簇的过程.符号数据分析的难点之一在于缺少一种恰当的方法来定义数据点与数据簇之间的相似性.为此,将簇代表定义为簇中所有属性的属性值及其在簇中的频率构成的列表,用信息熵的变化来定义“点-簇”不相似性.基于此不相似性度量,设计了一个符号型增量数据标签算法来分配无标记数据到恰当的簇.在公开数据集和文本语料上的对比实验表明,该数据标签算法不但数据标记精度高、时间开销小,而且有较好的可伸缩性.     

Extensions to the k-Means Algorithm for Clustering Large Data Sets with Categorical Values

The k-means algorithm is well known for its efficiency in clustering large data sets. However, working only on numeric values prohibits it from being used to cluster real world data containing categorical values. In this paper we present two algorithms which extend the k-means algorithm to categorical domains and domains with mixed numeric and categorical values. The k-modes algorithm uses a simple matching dissimilarity measure to deal with categorical objects, replaces the means of clusters with modes, and uses a frequency-based method to update modes in the clustering process to minimise the clustering cost function. With these extensions the k-modes algorithm enables the clustering of categorical data in a fashion similar to k-means. The k-prototypes algorithm, through the definition of a combined dissimilarity measure, further integrates the k-means and k-modes algorithms to allow for clustering objects described by mixed numeric and categorical attributes. We use the well known soybean disease and credit approval data sets to demonstrate the clustering performance of the two algorithms. Our experiments on two real world data sets with half a million objects each show that the two algorithms are efficient when clustering large data sets, which is critical to data mining applications.     

可处理混合属性的任意形状聚类

聚类是数据挖掘中一个非常活跃的研究分支,任意形状的聚类则是一个有待研究的开放问题。提出一种包含分类属性取值频率信息的类间差异性度量和一种对象与类的相似度定义,在此基础上提出一种能处理任意形状的聚类算法,可处理混合属性数据集。在人造数据集和真实数据集上检验了提出的算法,并与相关算法进行了对比,实验结果表明,提出的算法是有效可行的。     

A fuzzy relational clustering algorithm based on a dissimilarity measure extracted from data.

One of the critical aspects of clustering algorithms is the correct identification of the dissimilarity measure used to drive the partitioning of the data set. The dissimilarity measure induces the cluster shape and therefore determines the success of clustering algorithms. As cluster shapes change from a data set to another, dissimilarity measures should be extracted from data. To this aim, we exploit some pairs of points with known dissimilarity value to teach a dissimilarity relation to a feed-forward neural network. Then, we use the neural dissimilarity measure to guide an unsupervised relational clustering algorithm. Experiments on synthetic data sets and on the Iris data set show that the relational clustering algorithm based on the neural dissimilarity outperforms some popular clustering algorithms (with possible partial supervision) based on spatial dissimilarity.     

Combining supervised and unsupervised learning for data clustering

Clustering aims to partition a data set into homogenous groups which gather similar objects. Object similarity, or more often object dissimilarity, is usually expressed in terms of some distance function. This approach, however, is not viable when dissimilarity is conceptual rather than metric. In this paper, we propose to extract the dissimilarity relation directly from the available data. To this aim, we train a feedforward neural network with some pairs of points with known dissimilarity. Then, we use the dissimilarity measure generated by the network to guide a new unsupervised fuzzy relational clustering algorithm. An artificial data set and a real data set are used to show how the clustering algorithm based on the neural dissimilarity outperforms some widely used (possibly partially supervised) clustering algorithms based on spatial dissimilarity.     

基于相异性度量选取初始聚类中心改进的K-means聚类算法

选取合理的初始聚类中心是正确聚类的前提,针对现有的K-means算法随机选取聚类中心和无法处理离群点等问题,提出一种基于相异性度量选取初始聚类中心改进的K-means聚类算法.算法根据各数据对象之间的相异性构造相异性矩阵,定义了均值相异性和总体相异性两种度量准则;然后据此准则来确定初始聚类中心,并利用各簇中数据点的中位数代替均值以进行后续聚类中心的迭代,消除离群点对聚类准确率的影响.此外,所提出的算法每次运行结果保持一致,在初始化和处理离群点方面具有较好的鲁棒性.最后,在人工合成数据集和UCI数据集上进行实验,与3种经典聚类算法和两种优化初始聚类中心改进的K-means算法相比,所提出的算法具有较好的聚类性能.