模糊c-均值算法的研究.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使得各組織機(jī)構(gòu)積累了海量數(shù)據(jù),為了從中提取有用信息,更好地利用這些數(shù)據(jù)資源,人們提出了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法與處理大量數(shù)據(jù)的復(fù)雜算法相結(jié)合,是目前信息領(lǐng)域和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的前沿研究課題。
　　 聚類分析技術(shù)是數(shù)據(jù)挖掘的主要方法,它將數(shù)據(jù)劃分成有意義或有用的組(簇),在眾多的聚類分析算法中,模糊聚類算法是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)其中最經(jīng)典的模糊c-均值(FCM)算

2、法進(jìn)行了深入研究,并對(duì)它加以改進(jìn)和優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性和有效性。
　　 本文系統(tǒng)分析了FCM算法和馬氏距離的基本原理,從而利用馬氏距離的優(yōu)點(diǎn)來彌補(bǔ)FCM算法中存在的缺陷,其次利用優(yōu)化的KPCA進(jìn)行特征提取,本文從三個(gè)方面對(duì)FCM算法進(jìn)行了改進(jìn)。
　　 首先,經(jīng)典的模糊c-均值(FCM)算法是基于歐氏距離的,它只適用于球型結(jié)構(gòu)的聚類,且在處理屬性高相關(guān)的數(shù)據(jù)集時(shí),分錯(cuò)率增加。針對(duì)這個(gè)問題,提出了一種新的聚類算法(F

3、CM-M),它將馬氏距離替代模糊c-均值中的歐氏距離,并在目標(biāo)函數(shù)中引進(jìn)一個(gè)協(xié)方差矩陣的調(diào)節(jié)因子,利用馬氏距離的優(yōu)點(diǎn),有效地解決了FCM算法中的缺陷,并利用特征值,特征矢量及偽逆運(yùn)算來解決馬氏距離中遇到的奇異問題。
　　 其次,經(jīng)典的模糊c-均值算法認(rèn)為樣本矢量各特征對(duì)聚類結(jié)果貢獻(xiàn)均勻,沒有考慮不同的屬性特征對(duì)模式分類的不同影響,且在處理屬性高相關(guān)的數(shù)捌集時(shí),該算法分錯(cuò)率增加。針對(duì)這些問題,提出了一種基于馬氏距離特征加權(quán)的模糊聚

4、類算法,利用自適應(yīng)馬氏距離的優(yōu)點(diǎn)對(duì)特征加權(quán)處理,從而對(duì)高屬性相關(guān)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行更有效的分類。
　　 最后,利用核函數(shù)主元分析(KPCA)方法對(duì)大樣本,高維數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取預(yù)處理,并結(jié)合文化算法(CA)選擇最優(yōu)或接近最優(yōu)的核函數(shù),將其用于模糊c-均值(FCM)聚類中,不但有效地提取了樣本的非線性信息,而且使樣本維數(shù)得到約簡(jiǎn)。
　　 利用MATLAB語言實(shí)現(xiàn)上述方法,并進(jìn)行了UCI數(shù)據(jù)集聚類和圖像分割兩組實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,均