改进的半监督模糊聚类算法

针对Ｇｒｉｒａ等近期提出的利用点对约束的半监督模糊聚类算法,其约束项与竞争聚类算法（ＣＡ）的目标函数之间数量级不一致,造成隶属度调整过度的问题,在重新定义目标函数的基础上提出一种改进算法,约束惩罚函数采用约束点对中两个样本新的联合表达式,使数量级与经典模糊聚类算法一致．实验结果显示,新算法的约束项与ＣＡ目标函数之间能很好地协调合作,并能通过对模糊隶属度的适度调整,实现更准确的聚类．

     

一种改进的基于模糊聚类的图像分割方法

针对亮度不一致的阴影路面的目标分割问题，对使用空间关系约束的模糊聚类算法进行了改进，即首先定义了像素之间以及像素与区域之间的近邻关系，并构造了像素与区域之间的空间关系隶属度矩阵，然后将此矩阵约束到传统的模糊C-均值聚类算法的隶属度矩阵中，最终形成了基于空间关系约束的模糊聚类算法。该算法只需设置很少的参数即可自动完成聚类。该算法在受光照影响导致目标亮度不一致的林荫道道路图像中进行了实验。实验结果表明，该算法对机器人导航中阴影路面的一致性分割方面具有良好的效果。     

一种基于数据相关性的半监督模糊聚类集成方法

现有的半监督聚类集成方法能利用先验信息,使集成的准确性、鲁棒性和稳定性得到提高,但在集成阶段加入成对约束信息时,只考虑了给定的约束信息而忽视了约束点与被约束点的邻域点之间的关系.针对此问题,提出了一种基于数据相关性的半监督模糊聚类集成方法.该方法首先利用半监督模糊聚类算法建立集成信息矩阵,并将其转换为相似性矩阵;然后,利用已知的约束信息及约束点与被约束点的邻域点之间的关系来修改相似性矩阵;最后,利用图划分算法得到最终的聚类结果.真实数据上的实验结果表明,提出的方法可以有效提高聚类质量.     

隐隶属度模糊c均值聚类算法

针对基于粒子群的模糊聚类算法运算效率较低的问题,提出隐隶属度模糊c均值聚类算法HMFCM(hidden-membership fuzzy c-means clustering)。HMFCM算法将FCM模糊隶属度迭代公式代入FCM目标函数中约简,得到无模糊隶属度的HMFCM目标函数,并利用PSO算法对聚类中心进行编码寻优,最后利用样本与聚类中心距离进行类别判决。HMFCM算法无需计算样本模糊隶属度,降低了聚类算法复杂度,提高了算法的计算效率及精度,而且该方法可以推广到其他基于生物寻优的聚类算法。通过仿真实验验证了所提出算法的有效性和时效性。     

基于改进模糊核聚类的红外图像分割

针对传统模糊核聚类在红外图像分割方面存在的问题,提出了一种改进的模糊核聚类红外图像分割算法.在模糊核聚类的基础上引入了红外图像像素点的空间约束关系和邻域隶属度相关性,并定义了隶属度约束强度指数修正隶属度函数,可有效抑制红外图像分割结果中的噪声和野值.实验结果表明,与传统的分割结果相比,这种考虑邻域隶属度相关性的空间约束模糊核聚类算法可有效地对红外图像进行分割,准确完整地分割出了目标,达到了令人满意的结果.     

基于成对约束的交叉熵半监督聚类算法*

极大熵聚类(MEC)目标函数中缺乏成对约束的有效信息表达,在拥有少量成对约束的情况下,可能导致有效监督信息的浪费.在MEC的基础上,文中提出基于成对约束的交叉熵半监督聚类算法.利用样本交叉熵表达成对约束信息,并作为惩罚项引入至MEC的目标函数中,通过拉格朗日最优化处理目标函数,得出聚类中心与隶属度的迭代公式.实验表明,文中算法能有效利用少量的成对约束监督信息提高聚类性能,在实际数据应用中性能较好     

基于成对约束的动态加权半监督模糊核聚类

针对样本间的不均衡性,提出一种基于成对约束的动态加权半监督模糊核聚类算法。在传统模糊聚类算法中加入半监督学习机制,通过Mercer核将原数据空间映射到特征空间,为特征空间中的每个向量分配一个动态权值,由此得到新的目标函数,并结合一种简单的核参数选择方法实现数据分类。理论分析和实验结果表明,与模糊核聚类算法及成对约束的竞争群算法相比,该算法具有更好的聚类效果。     

二型模糊融合的尺度约束多分辨率FCM分割

针对传统多分辨率模糊聚类图像分割算法的不足,提出了将二型模糊应用于多分辨率模糊聚类图像分割的新方法.将最粗尺度图像的聚类中心作为下一较细分辨率图像的初始聚类中心,并采用较粗分辨率图像聚类的类内最大距离对细分辨率图像的模糊聚类目标函数进行约束.对较小的粗分辨率图像进行了模糊隶属度扩展,得到一组隶属度值,再采用二型模糊算法有效融合该隶属度集合,完成聚类分割.实验结果表明,该算法能有效实现目标区域分离,获得理想分割效果.     

改进的粒子群模糊聚类方法

针对基于粒子群的模糊聚类算法以隶属度编码时对噪音敏感,以及处理样本数小于样本维数的数据集效果较差等问题,通过改进其中的模糊聚类约束方法,提出一种改进的基于粒子群的模糊聚类方法.当样本对各类的隶属度之和不为1时,新方法在粒子群优化得出的隶属度基础上,根据样本与各类之间的距离对隶属度进一步分配,以使隶属度满足模糊聚类约束条件.新方法显著地改善了在隶属度编码下使用粒子群进行模糊聚类的效果,并通过典型的数据集进行了验证.     

二型模糊系统的规则提取算法

模糊规则提取是建立二型模糊系统需要解决的关键问题.提出一种改进的基于c均值模糊聚类算法(FCM)的二型模糊规则提取方法.该方法借助于二型模糊集主隶属度函数的期望与次隶属度函数值之间的联系,能克服已有算法忽略二型模糊集次隶属度函数对模糊聚类结果的影响.仿真实例表明.该算法能成功地提取二型模糊规则,比FCMV算法具有更好的性能和收敛性.     

基于改进模糊C均值聚类的光伏面板红外图像分割

红外图像具有对比度低和信噪比低等特点,这对红外光伏面板图像的分割始终是一个巨大的挑战.为了解决传统的模糊C均值（FCM）聚类算法易受到初始聚类中心不确定的影响和不考虑空间信息的问题,提出了一种基于模糊C均值改进的聚类分割算法,该算法利用直方图的特点确定初始聚类中心,同时在传统的模糊C均值（FCM）和模糊核C均值算法（KFCM）的基础上,利用像素之间的空间信息和邻域像素之间的关系改进传统FCM聚类目标函数,从而推导出新的目标函数.实验结果表明,该算法在分割质量和效果上与Otsu算法、文献[20]的自适应k-means算法及模糊核C均值算法（KFCM）相比,过分割和错分割率明显降低,且分割效果非常接近手动分割图.     

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。     

基于搭配对的汉语形容词—名词聚类

本文提出了一个双向分级聚类的算法同时对不同词性的词进行聚类。在聚类过程中,不同词性的词的聚类交替进行,相互影响。我们以最小描述长度的原理为基础构造了目标函数。为了减小数据稀疏的影响,又提出了修饰度的与修正距离的概念。将此算法应用于汉语形容词- 名词的搭配对,对形容词与名词进行聚类,实验结果显示该算法是有效的。     

Enhanced soft subspace clustering integrating within-cluster and between-cluster information

While within-cluster information is commonly utilized in most soft subspace clustering approaches in order to develop the algorithms, other important information such as between-cluster information is seldom considered for soft subspace clustering. In this study, a novel clustering technique called enhanced soft subspace clustering (ESSC) is proposed by employing both within-cluster and between-class information. First, a new optimization objective function is developed by integrating the within-class compactness and the between-cluster separation in the subspace. Based on this objective function, the corresponding update rules for clustering are then derived, followed by the development of the novel ESSC algorithm. The properties of this algorithm are investigated and the performance is evaluated experimentally using real and synthetic datasets, including synthetic high dimensional datasets, UCI benchmarking datasets, high dimensional cancer gene expression datasets and texture image datasets. The experimental studies demonstrate that the accuracy of the proposed ESSC algorithm outperforms most existing state-of-the-art soft subspace clustering algorithms.     

一种基于成对约束的半监督最大间隔聚类算法

最大间隔聚类是近来聚类分析的一个研究热点,为进一步提高其聚类准确性,提出一种基于成对约束的半监督最大间隔聚类算法.该算法在最大间隔聚类的目标函数中添加针对成对约束的损失项,从而对违反给定约束条件的分界面进行惩罚.对所得到的非凸优化问题,本文提出一种基于约束凹凸过程的迭代算法来进行高效求解.实验表明,本文提出的算法能极大地提高最大间隔聚类的准确性,其聚类性能也明显优于其他两种半监督聚类算法.     

基于上下文约束的噪声模糊聚类算法

针对带噪声数据的聚类问题,提出一种基于上下文约束的噪声模糊聚类算法。该算法基于标准的模糊C-均值聚类理论,在修改模糊聚类目标函数的同时,结合问题的实际背景引入上下文模糊集,修改模糊划分空间的约束条件,以减少噪声对聚类结果的影响。实验结果表明：该算法能够有效地避免噪声对聚类的影响,具有很强的鲁棒性。     

基于视图相关因子的多视图数据竞争聚类算法

针对现有的单视图数据竞争聚类算法无法高效处理多视图数据的问题,提出了基于视图相关因子的多视图数据竞争聚类算法。首先,为了描述不同视图之间的相关性定义了一种视图相关性因子;然后,将视图相关因子与谱方法关于拉普拉斯矩阵的目标函数最大化问题结合,建立一个联合目标函数,使得不同视图之间的信息相互影响,以充分利用多视图的信息。通过解决联合目标函数的优化问题,得到每个视图的优化嵌入矩阵;最后,将得到的优化嵌入矩阵用于数据竞争聚类算法中。在人工和真实数据集上的仿真实验结果表明,新算法比现有的数据竞争聚类算法具有更高的聚类性能。     

鲁棒的交叉熵模糊聚类算法

针对模糊C-均值聚类(FCM)算法对噪声敏感、容易收敛到局部极小值的问题,提出一种基于交叉熵的模糊聚类算法。通过引入交叉熵重新定义了传统FCM算法的目标函数,利用交叉熵度量样本隶属度之间的差异性,并采用拉格朗日求解方法和朗伯W函数解决了目标函数的优化问题,此外,分析了样本划分矩阵的分布情况,依据分布特性对噪声样本进行识别。人工数据集合和标准数据集加噪的实验结果表明,该算法提高了传统FCM算法的抗干扰能力,具有更强的鲁棒性,噪声样本识别的准确率较高。     

属性加权的类属型数据非模聚类

类属型数据广泛分布于生物信息学等许多应用领域,其离散取值的特点使得类属数据聚类成为统计机器学习领域一项困难的任务.当前的主流方法依赖于类属属性的模进行聚类优化和相关属性的权重计算.提出一种非模的类属型数据统计聚类方法.首先,基于新定义的相异度度量,推导了属性加权的类属数据聚类目标函数.该函数以对象与簇之间的平均距离为基础,从而避免了现有方法以模为中心导致的问题.其次,定义了一种类属型数据的软子空间聚类算法.该算法在聚类过程中根据属性取值的总体分布,而不仅限于属性的模,赋予每个属性衡量其与簇类相关程度的权重,实现自动的特征选择.在合成数据和实际应用数据集上的实验结果表明,与现有的基于模的聚类算法和基于蒙特卡罗优化的其他非模算法相比,该算法有效地提高了聚类结果的质量.     

多路径高斯核模糊C均值聚类算法

聚类算法单一迭代路径限制了参数优值的搜索。提出一种多路径高斯核模糊C均值聚类算法（MGKFCMs）,MGKFCMs算法首先取核目标函数及模糊隶属度函数中的核函数为高斯核函数;然后利用梯度法得到聚类中心迭代公式,并基于该迭代公式和粒子群算法作聚类中心的并行参数迭代,在每一次聚类迭代时,选择聚类目标函数值小的路径作为参数迭代最终路径。对比分析了MGKFCMs算法的相关性质,通过仿真实验验证了所提算法的有效性。