一种不完备混合数据集成聚类算法

集成聚类技术由于具有较好的泛化能力,目前引起了研究者的高度关注.已有研究主要关注数值型完备数据的集成聚类问题.然而,实际应用中面临的数据往往是兼具数值属性和分类属性共同描述的混合型数据,而且通常带有缺失值.为此,针对不完备混合数据提出了一种集成聚类算法,首先利用3种缺失值填充方法对不完备混合数据进行完备化处理;其次在3种填充后的不同完备数据集上分别多次执行K-Prototypes算法产生基聚类结果;最后对基聚类结果进行集成.在UCI真实数据集上与传统聚类算法通过实验进行了比较分析,实验结果表明提出的算法是有效的.     

一种带权的混合数据聚类个数确定算法

混合数据的聚类过程中通常面临一个不可回避的问题:聚类个数的确定。基于Liang k-prototype算法引入属性权重,重新定义混合数据缺失某类的类间熵和(SBAE_M)、有效性指标(CUM)及相异性度量。提出一种带权的混合数据聚类个数确定算法。该算法的基本思想是:用newk-prototype算法将混合数据进行聚类,计算其聚类结果的CUM及SBAE_M,将最坏的类剔除,并将该类中的对象用新的相异性度量进行重新分配,CUM最大时包含的类别数即为聚类个数。在5个UCI数据集上验证了该算法的有效性。     

一种基于聚类集成技术的混合型数据聚类算法

提出了一种基于集成技术和谱聚类技术的混合数据聚类算法CBEST。它利用聚类集成技术产生混合数据间的相似性,这种相似性度量没有对数据特征值分布模型做任何的假设。基于此相似性度量得到的待聚类数据的相似性矩阵,应用谱聚类算法得到混合数据聚类结果。大量真实和人工数据上的实验结果验证了CBEST的有效性和它对噪声的鲁棒性。与其它混合数据聚类算法的比较研究也证明了CBEST的优越性能。CBEST还能有效融合先验知识,通过参数的调节来设置不同属性在聚类中的权重。     

一种基于划分的混合数据聚类算法

在实际应用领域,常常存在同时包含数值型和分类型特征的混合数据。然而,已有的大多数聚类算法只能处理数值型或分类型单一类型数据,因此,提出一个基于划分的混合数据聚类算法。首先给出K-Prototypes算法中分类型数据类中心的多Modes表示方式,进而将传统的欧式距离扩展到混合数据,使之能够在相同框架下更加精确地反映对象与类之间的相异性,在此基础上提出一个用于处理混合数据的划分式聚类算法。最后,在UCI数据集上的实验结果表明,与K-Prototypes算法相比,所提出的算法能够有效提高聚类质量。     

基于改进GRC和集成技术的混合数据聚类算法

在分析现有混合属性数据聚类算法存在问题的基础上,选用基于图论的松弛聚类算法作为解决问题的“基石”;引入基于“Local Scale”思想的高斯核参数计算步骤,对基于图论的松弛聚类算法进行了自适应改进,并对其点对距离计算过程进行了面向混合属性的度量扩展。在上述两步改进的基础上,结合聚类集成技术,提出了一种新的混合属性数据聚类算法,并进行了实例验证,结果表明提出的算法具有较强的参数鲁棒性和较高的聚类精度。     

面向大规模数据快速聚类K-means算法的研究

为进一步提高K-means算法对大规模数据聚类的效率,结合MapReduce计算模型,提出一种先利用Hash函数进行样本抽取,再利用Pam算法获取初始中心的并行聚类方法。通过Hash函数抽取的样本能充分反映数据的统计特性,使用Pam算法获取初始聚类中心,改善了传统聚类算法依赖初始中心的问题。实验结果表明该算法有效提高了聚类质量和执行效率,适用于对大规模数据的聚类分析。     

基于一趟聚类的不平衡数据下抽样算法

抽样是处理不平衡数据集的一种常用方法,其主要思想是改变类别的分布,缩小稀有类与多数类的分布比例差距.提出一种基于一趟聚类的下抽样方法,根据聚类后簇的特征与数据倾斜程度确定抽样比例,按照每个簇的抽样比例对该簇进行抽样,密度大的簇少抽,密度小的簇多抽或全抽.在压缩数据集的同时,保证了少数类的数量.实验结果表明,本文提出的抽样方法使不平衡数据样本具有较高的代表性,聚类与分类性能得到了提高.     

一种基于聚类融合欠抽样的不平衡数据分类方法

在面对现实中广泛存在的不平衡数据分类问题时,大多数 传统分类算法假定数据集类分布是平衡的,分类结果偏向多数类,效果不理想。为此,提出了一种基于聚类融合欠抽样的改进AdaBoost分类算法。该算法首先进行聚类融合,根据样本权值从每个簇中抽取一定比例的多数类和全部的少数类组成平衡数据集。使用AdaBoost算法框架,对多数类和少数类的错分类给予不同的权重调整,选择性地集成分类效果较好的几个基分类器。实验结果表明,该算法在处理不平衡数据分类上具有一定的优势。     

基于多代表点的大规模数据模糊聚类算法

针对传统模糊聚类在大规模数据场景下, 由于内存的限制不能一次装载所有数据, 以及在通过聚类捕捉数据的潜在结构和描述各个类时仅使用单个代表点存在信息量不足的问题, 提出一种基于多代表点的大规模数据模糊聚类算法. 该算法通过对大规模数据进行分块, 在对每个数据块进行聚类时使用多个代表点描述捕捉到的数据的潜在结构和各个类信息, 并通过考虑代表点与代表点之间在聚类过程中的约束关系, 提高最后聚类结果的精度. 在模拟数据集和真实数据集上的3组实验验证了所提出算法的有效性.     

一种高效的双边聚类集成算法

谱聚类可以任意形状的数据进行聚类,在聚类集成中能够有效的提高基聚类的质量.以往的聚类集成算法中,聚类集成得到的结果并不是最终聚类结果,还需要利用聚类算法来获得最终聚类结果,在整个过程中会使得解由离散-连续-离散的转变.提出了一种基于谱聚类的双边聚类集成算法.算法首先在生成阶段使用谱聚类算法来获得基聚类,通过标准互信息来选取基聚类.将选出来基聚类和样本作为图的顶点,并对构建的图利用双边聚类算法对基聚类和样本同时聚类直接得到最终聚类结果.在实验中,将所提方法与一些聚类集成算法进行了比较,取得了较好的结果.     

基于残差分析的混合属性数据聚类算法

针对混合属性数据聚类结果精度不高、聚类结果对参数敏感等问题, 提出了基于残差分析的混合属性数据聚类算法(Clustering algorithm for mixed data based on residual analysis) RA-Clust.算法以改进的熵权重混合属性相似性度量对象间的相似性, 以提出的基于KNN和Parzen窗的局部密度计算方法计算每个对象的密度, 通过线性回归和残差分析进行聚类中心预选取, 然后以提出的聚类中心目标优化模型确定真正的聚类中心, 最后将其他数据对象按照距离高密度对象的最小距离划分到相应的簇中, 形成最终聚类.在合成数据集和UCI数据集上的实验结果验证了算法的有效性.与同类算法相比, RA-Clust具有较高的聚类精度.     

基于加权集成Nyström采样的谱聚类算法

针对Nyström方法在谱聚类应用中存在聚类效果不稳定、样本代表性较弱的问题,提出基于加权集成Nyström采样的谱聚类算法.首先利用统计杠杆分数区别数据间的重要程度,对数据进行加权.然后基于权重采用加权K-means中心点采样,得到多组采样点.再引入集成框架,利用集群并行运行Nyström方法构建近似核矩阵.最后利用岭回归方法组合各个近似核矩阵,产生比标准Nyström方法更准确的低秩近似.在UCI数据集上的测试实验表明,文中算法取得较理想的聚类结果.     

基于相对密度和熵的混合属性聚类融合算法

混合属性聚类是近年来的研究热点,对于混合属性数据的聚类算法要求处理好数值属性以及分类属性,而现存许多算法没有很好得平衡两种属性,以至于得不到令人满意的聚类结果.针对混合属性,在此提出一种基于交集的聚类融合算法,算法单独用基于相对密度的算法处理数值属性,基于信息熵的算法处理分类属性,然后通过基于交集的融合算法融合两个聚类成员,最终得到聚类结果.算法在UCI数据集Zoo上进行验证,与现存k-prototypes与EM算法进行了比较,在聚类的正确率上都优于k-prototypes与EM算法,还讨论了融合算法中交集元素比的取值对算法结果的影响.     

一种基于加速迭代的大数据集谱聚类方法

传统谱聚类算法的诸多优点只适合小数据集。根据Laplacian矩阵的特点重新构造新的Gram矩阵,输入新构造矩阵的若干列,然后利用加速迭代法解决大数据集的谱聚类特征提取问题,使得在大数据集条件下,谱聚类算法只需要很小的空间复杂度就可达到非常快的计算速度。     

一种适用于混合型分类数据的聚类算法

传统的K-modes算法采用简单的属性匹配方式计算同一属性下不同属性值的距离，并且计算样本距离时令所有属性权重相等。在此基础上，综合考虑有序型分类数据中属性值的顺序关系、无序型分类数据中不同属性值之间的相似性以及各属性之间的关系等，提出一种更加适用于混合型分类数据的改进聚类算法，该算法对无序型分类数据和有序型分类数据采用不同的距离度量，并且用平均熵赋予相应的权重。实验结果表明，改进算法在人工数据集和真实数据集上均有比K-modes算法及其改进算法更好的聚类效果。     

基于k-prototype聚类的差分隐私混合数据发布算法

差分隐私是一种提供强大隐私保护的模型。在非交互式框架下,数据管理者可发布采用差分隐私保护技术处理的数据集供研究人员进行挖掘分析。但是在数据发布过程中需要加入大量噪声,会破坏数据可用性。因此,提出了一种基于k-prototype聚类的差分隐私混合数据发布算法。首先改进k-prototype聚类算法,按数据类型的不同,对数值型属性和分类型属性分别选用不同的属性差异度计算方法,将混合数据集中更可能相关的记录分组,从而降低差分隐私敏感度;结合聚类中心值,采用差分隐私保护技术对数据记录进行处理保护,针对数值型属性使用Laplace机制,分类型属性使用指数机制;从差分隐私的概念及组合性质两方面对该算法进行隐私分析证明。实验结果表明:该算法能够有效提高数据可用性。     

一种基于信息熵的混合数据属性加权聚类算法

同时兼具数值型和分类型属性的混合数据在实际应用中普通存在,混合数据的聚类分析越来越受到广泛的关注.为解决高维混合数据聚类中属性加权问题,提出了一种基于信息熵的混合数据属性加权聚类算法,以提升模式发现的效果.工作主要包括：首先为了更加准确客观地度量对象与类之间的差异性,设计了针对混合数据的扩展欧氏距离;然后,在信息熵框架下利用类内信息熵和类间信息熵给出了聚类结果中类内抱团性及一个类与其余类分离度的统一度量机制,并基于此给出了一种属性重要性度量方法,进而设计了一种基于信息熵的属性加权混合数据聚类算法.在10个UCI数据集上的实验结果表明,提出的算法在4种聚类评价指标下优于传统的属性未加权聚类算法和已有的属性加权聚类算法,并通过统计显著性检验表明本文提出算法的聚类结果与已有算法聚类结果具有显著差异性.