各种聚类算法及改进算法的研究
一种改进的K-均值聚类算法的研究
3 试验分析及结论
试验选取了 3 类数据 , 分别为 Fo ssil 数据 、Iris 数据和 Mot or 数据 [ 1 ] 。从试验结果 ( 表 1 ) 分析看 , 通过 5 次随机选取初始聚类中心 , 分别得到对应的聚类准确率 ; 并对其求均值 , 分别得到 3 类数据的平 均聚类准确率为 01 5923 , 01 6267 , 01 6676 。在利用改进算法时 , 采用的初始聚类中心是传统算法中准 确率较低的聚类中心 , 得到的聚类准确率分别是 01 6585 , 01 8533 , 01 8468 , 其准确率普遍高于传统算 法的准确率 。试验结果表明 , 传统算法准确率不稳定 , 平均准确率较低 , 效果不是很好 ; 而采用改进算 法能够得到较高且稳定的准确率 , 也可用于对实际数据的聚类分析。试验结果也表明了改进算法得到的 聚类结果比传统的 K2均值算法得到的聚类结果效果显著 , 是一个确实可行 、高效的解决聚类问题的方 法。
2 [ 3] d ( x , Kj ) 。 如果知道某类模式的分布近似为正态分布时 , 可以用这类样本统计估计值为参数的正态分
布函数作为核函数。 也就是 : Kj ( x ,V j ) = 式中 ,V j = { � xj , 1 xj = �
nj x
∈wj i
1
(2 π)
i n/ 2
6
j
1 /2 j
王圆妹 (长江大学电子信息学院 ,
湖北 荆 州 434 02 3)
[摘要 ] 聚类分析在 科研 和商 业应用中都有着非常重要的作用 。K2 均 值聚类算法 是一种基于 样本间相似 性
度量的间接聚类方法 , 其不足之处是 , 它采用均值作 为一类 的代 表点 , 一 个点 往往不 能充 分反映 该类 的 模式分布结构 , 从而损失了很多有 用的信 息 。研究 了一种 改进 的 K 2均值 聚类 算法 , 在 求样 本间距 离时 , 采用核函数距离代替欧氏距离 , 考虑了各模式间的相关性 。 试验结果表明 , 利用改 进的 K2均值 聚类算法 , 聚类结果的准确率更高 , 更稳定 。
时间序列聚类算法的改进与比较
时间序列聚类算法的改进与比较时间序列是在时间上进行观察和记录的一系列数据点的集合，它们在许多领域中都扮演着重要角色，如金融、交通、气象等。
时间序列聚类就是将相似的时间序列数据点分组到同一类别中。
在实际应用中，时间序列聚类算法的性能和准确性对于分析和预测同一类时间序列非常重要。
为了改进和比较不同的时间序列聚类算法，研究人员一直在致力于提出新的算法和改进现有算法。
首先，我们来介绍几种常见的时间序列聚类算法。
K-means算法是最经典的聚类算法之一，它通过迭代更新中心点的方式将数据点分配到不同的簇中。
然而，对于时间序列数据来说，K-means算法并不能很好地处理时间序列中的形状相似性。
因此，一些改进的方法被提出，例如K-means++、K-medoids和K-medians等。
这些算法在选择初始中心点或者使用其他距离度量方式上有所不同，以提高聚类结果的准确性。
另一类常见的时间序列聚类算法是层次聚类算法，例如凝聚聚类算法和分裂聚类算法。
凝聚聚类算法从单个数据点开始，逐步将相似的数据点合并到一个簇中，直到满足某个停止准则为止。
分裂聚类算法则从整个数据集开始，逐步将一个簇分裂为多个簇，直到满足某个停止准则为止。
这些算法可以提供不同层次的聚类结构，适用于不同规模和复杂度的时间序列数据。
此外，基于密度的聚类算法也可以用于时间序列的聚类。
DBSCAN算法是其中一种常见的基于密度的聚类算法，它通过定义核心对象、邻域半径和最小邻居数等参数来将数据点分为核心对象、边界点和噪声点。
DBSCAN算法在聚类非球状簇和识别噪声点上具有一定优势，但对于时间序列数据的距离度量和邻域定义需要进行适当调整。
为了改进和比较这些时间序列聚类算法，研究人员提出了许多新的想法和方法。
一种常见的改进方法是结合多种聚类算法的优点，形成混合聚类算法。
例如，将层次聚类算法与K-means算法结合，利用层次聚类算法的多层次结构和K-means算法的迭代优化能力来提高聚类结果。
基于改进的k-means算法的新闻聚类的研究
基于改进的k-means算法的新闻聚类的研究随着社交媒体和网上新闻的日益发展，每天都会产生海量的信息。
为了更好地管理这些信息并实现有效的信息筛选，新闻聚类技术应运而生。
聚类技术可以将具有相似主题和特征的新闻聚集在一起，从而帮助用户更轻松地了解和获取感兴趣的信息。
在这项研究中，我们提出了一种改进的k-means聚类算法，用于新闻聚类。
该算法首先对新闻进行预处理，然后根据弗洛伊德算法计算文本之间的相似度。
具体步骤如下：1. 数据预处理在实际应用中，数据的清理和预处理是非常重要的。
对于新闻聚类来说，数据预处理包括去除标点符号、停用词，进行分词和词干提取等。
这些步骤都有助于减少文本维度，提高聚类的准确性和速度。
2. 计算相似度我们使用弗洛伊德算法来计算文本之间的相似度。
弗洛伊德算法是一种动态规划算法，可以在一个加权的有向图上计算所有节点之间的最短路径。
对于我们的新闻聚类问题，我们可以将所有的文本看作是图中的节点，根据共现词的频率建立边权重，从而计算节点之间的最短距离。
3. k-means聚类在计算相似度之后，我们使用改进的k-means算法将文本聚类成k个集群。
改进的k-means算法包括以下几个步骤：（1）初始化：根据随机质心的方法初始化k个簇。
（2）赋值：计算每个文本到k个簇质心的距离，将文本分配到最近的质心所在簇。
（3）更新质心：根据簇内所有文本的平均值，更新每个簇的质心。
（4）迭代：重复步骤2和步骤3直到质心不再变化或者达到最大迭代次数。
4. 聚类后处理最后，我们对聚类结果进行后处理。
我们使用标签传播算法来合并一些相关度高的类别。
标签传播算法基于贪心策略，将具有相似标签的文档合并到一个类别中。
实验结果显示，我们提出的改进k-means算法在新闻聚类方面可以有效地提高聚类准确性和速度。
这种算法在实际应用中可以帮助用户更轻松地了解和获取感兴趣的信息。
聚类分析实验心得体会(通用20篇)
聚类分析实验心得体会（通用20篇）（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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传感器网络中分层聚类算法的研究与改进
传感器网络中分层聚类算法的研究与改进摘要：在传感器网络中，分层聚类算法是一种常用的数据挖掘技术，它可以将网络中的传感器节点按照一定的规则划分成多个层次，并通过聚类算法将相似节点分组。
本文将探讨传感器网络中分层聚类算法的研究现状，并提出改进方法，旨在提高算法的准确性和效率。
一、引言传感器网络是由大量分布式传感器节点组成的网络系统，用于采集、处理和传输环境信息。
在这个网络中，节点之间的通信受限，能量和计算资源有限。
因此，设计一种高效准确的聚类算法对于传感器网络的性能至关重要。
二、分层聚类算法的研究现状1. 层次划分传感器网络中的节点通常具有不同的特征和功能，因此，我们需要将它们划分为不同的层次。
传统的方法是根据节点的位置或者功能将网络划分为若干个区域或簇，但这种方法难以适应网络拓扑的快速变化。
近年来，研究者们提出了一些基于密度的层次划分方法，如DBSCAN和OPTICS算法。
这些方法能够根据节点的密度分布将网络划分为不同的层次，提高了网络的灵活性和适应性。
2. 层次聚类在网络划分完毕后，我们需要进行聚类分析，将相似的节点分组。
层次聚类是一种常用的方法，它通过计算节点之间的相似度或距离，将节点逐层聚类。
然而，在传感器网络中，节点的数据量庞大，传输和计算的成本很高。
因此，我们需要优化聚类算法，减少计算和通信开销。
三、改进方法1. 基于密度的分布式聚类算法传统的层次聚类算法需要全局信息，这对于分布式传感器网络来说是不现实的。
因此，我们可以使用基于密度的分布式聚类算法，如DBSCAN-D算法。
该算法将网络划分成多个局部区域，并在每个区域内执行聚类分析，然后将结果汇总，得到全局的聚类结果。
这种方法不仅降低了通信和计算的开销，还能够应对网络拓扑的动态变化。
2. 节点合并策略在传感器网络中，节点之间的距离可能存在较大的误差，导致聚类结果不准确。
为了解决这个问题，我们可以引入节点合并策略，在聚类过程中根据节点之间的距离和相似度，动态地选择是否合并节点。
K-means聚类算法的研究的开题报告
K-means聚类算法的研究的开题报告一、选题背景K-means聚类算法是一种常用的聚类算法，它可以把数据分成K个簇，每个簇代表一个聚类中心。
该算法适用于大数据分析、图像分析等领域。
由于其具有简单、快速、效果明显等特点，因此备受研究者的关注。
二、研究意义K-means聚类算法在大数据分析、图像分析等领域的应用广泛，研究该算法有着十分重要的意义。
本次研究将对该算法进行探究，通过改进和优化算法，提高其聚类效果和运行效率，为实际应用提供更加可靠、有效的解决方案。
三、研究内容与方法本研究将围绕K-means聚类算法展开，重点探讨以下内容：1. K-means聚类算法原理及优缺点分析2. 基于距离的K-means聚类算法优化3. 基于密度的K-means聚类算法研究4. 算法的实现与效果评估在研究方法上，将采用文献调研、数学统计方法、算法实现和效果评估等多种方法对K-means聚类算法进行研究。
四、计划进度安排本研究总计时长为12周，具体进度安排如下：第1-2周：文献调研，研究K-means聚类算法的原理和优缺点分析第3-4周：基于距离的K-means聚类算法优化第5-6周：基于密度的K-means聚类算法研究第7-8周：算法实现第9-10周：效果评估第11-12周：论文撰写和答辩准备五、预期研究结果本研究将针对K-means聚类算法进行深入探究，并尝试改进和优化算法，提高其聚类效果和运行效率。
预期研究结果将包括以下几个方面：1.对该算法的优缺点进行全面分析，揭示其内在机制和局限性。
2.基于距离和密度两种方法对算法进行优化，提高其聚类效果和运行效率。
3.通过实验评估算法效果，得出具体的结论。
4.输出论文成果，向相关领域进行贡献。
六、研究的难点1.算法优化的设计，需要具备一定的数学和计算机知识。
2.实验的设计需要满足实际应用场景，需要有较强的应用能力。
3.研究过程中可能遇到一些技术难点，需要耐心解决。
七、可行性分析K-means聚类算法是广泛使用的算法之一，其研究具有实际意义和可行性。
《基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法研究及应用》范文
《基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法研究及应用》篇一一、引言在当今大数据时代，聚类算法已成为数据处理与分析的关键工具。
其中，模糊C均值聚类算法（FCM）作为一种经典的聚类方法，广泛应用于图像处理、模式识别、数据挖掘等领域。
然而，FCM算法在处理复杂数据时仍存在一定局限性，如对初始参数敏感、易陷入局部最优等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法，旨在提高聚类的准确性和鲁棒性。
二、相关研究综述2.1 模糊C均值聚类算法概述模糊C均值聚类算法是一种基于划分的聚类方法，通过优化目标函数实现数据点的模糊划分和聚类。
该算法可以处理具有不确定性和模糊性的数据，具有较好的聚类效果。
然而，FCM算法对初始参数敏感，且易受局部最优解的影响。
2.2 强化学习在聚类中的应用强化学习是一种通过试错学习最优策略的方法，适用于解决序列决策问题。
近年来，强化学习在聚类领域得到了一定的应用，如用于优化聚类中心的选择、调整聚类参数等。
将强化学习与FCM算法相结合，可以提高聚类的效果和鲁棒性。
三、改进的模糊C均值聚类算法3.1 算法思路本文提出的改进算法基于强化学习，通过学习过程优化FCM 算法的参数和聚类中心。
首先，利用强化学习框架定义聚类任务为序列决策问题；然后，通过智能体（Agent）与环境（即数据集）的交互，学习最优的聚类策略；最后，根据学习得到的策略优化FCM算法的参数和聚类中心。
3.2 算法实现具体实现过程中，采用深度Q网络（DQN）作为智能体的学习器，通过神经网络拟合Q值函数。
在每个时间步，智能体根据当前状态选择一个动作（即调整参数或聚类中心），然后观察环境的反馈（即聚类效果），并更新Q值函数。
经过多次迭代学习，智能体将学会如何优化FCM算法的参数和聚类中心，从而提高聚类的准确性和鲁棒性。
四、实验与分析4.1 实验数据与评价指标为了验证改进算法的有效性，本文使用UCI机器学习库中的数据集进行实验。
对数据挖掘中K-means聚类算法的改进研究
内数据对 象的属性关 系相 似程度尽量高， 而聚簇之间数据 的属 隶属 关系， 并目 每个 数据都可 以通 过计 算得 到一个在 ［ ０ ， １ ］ 范 围 性 关系相似程度却要尽量 低。 最后要保证空 间内所 有的数据对 的数值 来确定每个元 素与这个类 之 间的隶属度。 然后把这个整
分别把每 个聚类 中心元 素之间的隶属度Ｑ 分别计算 出来 ，
值偏大 ， 则说明包含这两个聚类 中心元素 的类是两 值 确 定该元 素与 哪个 如果得 出的Ｑ 个相 异度很大 的区域 ， 如果 这两个类 是高质 量区域 ， 很 显然是 中心元 素 为一 组 ， 数 － ｍ ｅ ａ ｎ ｓ 聚类算法中分组 划分的要求 ， 对Ｋ 值的确定没 据 全 部划 分后 再计 算 完全符合Ｋ 有什么影 响。 反 之， 如果相似 度大 ， 则说 明两个区域很接近 ， 可 各小 组 内部元 素 的距 并从 总数Ｋ 值上减 １ 。 离平 均值 ， 通 过 数值 以把 两个 区域合并成一个高质量区域 ， 来 选 取 新 的组 内中心 ５ 结论 元素 ， 然 后重 复之 前 经过对 算法的改进， 可 以让Ｋ － ｍ ｅ ａ ｎ ｓ 聚类算法 中的Ｋ 值选取 的计 算 工作 ，一直 到 的更准确 ， 而且在Ｋ ＿ ｍ ｅ ａ ｎ ｓ 聚类 算法 的计 算过 程中， 由于 已经确 所 有 确定 的组 内中心 定了元素聚类 中心， 更大大 降低计算 的时间复杂度 ， 节约了大量 元素不 再变 化 为止 划 的资源 ， 并且能够 获得高质量 的聚类 结果 ， 避免了通 过人 为因
Ｋ — ｍｅ ａ ｎ ｓ 算法 改进 确 的说法 。 那 么下 面笔者根据 自己的理 解 ， 对聚类 的概 念做一 ４
K-均值聚类算法改进及应用的开题报告
K-均值聚类算法改进及应用的开题报告一、研究背景和意义数据挖掘是现代企业和组织中日益重要的方面，目的是通过分析数据集，发现隐藏的关系和规律，从而产生新的见解和业务洞察。
K-均值聚类算法是一种常用的数据挖掘技术，可用于分析由多个维度和变量组成的数据集，从而将它们划分为个别的群组或簇。
这种算法通常被用于图像分割，网络安全，医学诊断等方面。
然而，K-均值聚类算法也存在一些问题，例如容易陷入局部最优解、对噪声敏感、不适用于处理数据分布不均等情况。
因此，针对这些问题的改进和优化是非常必要和有意义的。
二、研究内容和方法本研究的主要目的是改进原始的K-均值聚类算法，并将其应用于实际数据集中。
具体内容和方法如下：1.改进算法基于前人的研究和相关文献，本研究首先将探索改进K-均值聚类算法的方法，如基于遗传算法、模拟退火算法、PSO等智能优化算法的思路进行适当的改进，从而提高算法的效率和精度。
2.应用实例选择合适的数据集进行K-均值聚类算法的改进实验，并进行算法效率和性能的评估和比较。
同时，将应用改进算法来解决实际企业或组织中存在的数据聚类问题。
例如，基于汽车销售数据来聚类不同型号、品牌和地域的市场趋势，从而进行更好的销售策略决策。
三、预期结果和意义预计本研究将改进基本K-均值聚类算法并应用于实际数据集中，通过对改进算法的测试和比较，以及对应用实例的分析和评估，产生以下预期结果：1.改进算法的比较分析：将改进方法与原始的K-均值聚类算法进行比较，分析算法的效率、精度等指标，评估改进后的算法的优越性。
2.应用实例的分析评估：将改进算法应用于实际数据集中，并比较与传统算法的差异，分析聚类的结果并挖掘潜在的业务价值。
本研究的意义在于探讨K-均值聚类算法的改进和应用，从而深入挖掘数据分析和数据挖掘的潜力，对企业和组织进行有效的决策支持。
《基于改进K-means聚类和WKNN算法的WiFi室内定位方法研究》范文
《基于改进K-means聚类和WKNN算法的WiFi室内定位方法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，室内定位技术在诸多领域如智能建筑、物流管理、智慧城市等扮演着日益重要的角色。
其中，WiFi因其覆盖面广、布网方便和低成本等优势，已成为室内定位的主流技术之一。
然而，传统的WiFi室内定位方法在面对复杂多变的室内环境时，仍存在定位精度不高、稳定性差等问题。
因此，本文提出了一种基于改进K-means聚类和WKNN（加权k近邻）算法的WiFi室内定位方法，旨在提高定位精度和稳定性。
二、K-means聚类算法的改进K-means聚类算法是一种常用的无监督学习方法，通过迭代优化将数据划分为K个聚类，使得每个聚类内部的样本具有较高的相似性。
在WiFi室内定位中，我们可以将WiFi信号强度作为数据特征，利用K-means算法对不同位置点的WiFi信号强度进行聚类。
然而，传统的K-means算法在处理大规模数据时存在计算复杂度高、易陷入局部最优等问题。
因此，本文提出了一种改进的K-means算法。
该算法通过引入密度峰值检测技术，能够在迭代过程中自动识别并剔除噪声数据和异常值，从而提高聚类的准确性和稳定性。
此外，我们还采用了一种基于质心的初始化方法，以减少算法陷入局部最优的可能性。
三、WKNN算法的引入WKNN算法是一种基于距离度量的分类与回归方法，通过计算待测样本与已知样本之间的距离，并赋予不同的权重，以实现对未知样本的分类或预测。
在WiFi室内定位中，我们可以将WKNN算法应用于计算用户设备（UE）与各个接入点（AP）之间的距离，进而确定UE的位置。
相比传统的KNN算法，WKNN算法通过引入权重因子，能够更好地处理不同特征之间的差异性，提高定位精度。
此外，WKNN算法还可以通过调整权重的计算方式，灵活地适应不同的应用场景和需求。
四、基于改进K-means和WKNN的WiFi室内定位方法本文将改进的K-means聚类算法和WKNN算法相结合，提出了一种新的WiFi室内定位方法。
基于多样性的聚类算法研究
基于多样性的聚类算法研究聚类算法是机器学习中一种常用的无监督学习方法，用于将数据集划分为具有相似特征的组或簇。
多样性是指对象或样本在某些方面的区别或差异性。
在聚类算法中，多样性是一种重要的因素，它可以提供更全面和准确的聚类结果。
本文将探讨基于多样性的聚类算法的研究，介绍多样性的概念和其在聚类算法中的应用，并讨论当前研究中的挑战和未来的研究方向。
首先，多样性是指样本或对象之间在某些特征上的差异。
在聚类算法中，多样性可以通过各种方式来衡量，如欧氏距离、汉明距离、余弦相似度等。
通过衡量样本之间的多样性，可以更准确地划分不同的簇。
多样性在聚类算法中有两个重要的应用：特征选择和聚类评估。
特征选择是指选择最具代表性和区分度的特征以进行聚类。
通过考虑多样性，可以选择最具有区分度的特征，从而提高聚类的准确性。
聚类评估是指评估聚类结果的质量和一致性。
通过考虑多样性，可以评估聚类的全局一致性和内部一致性，从而判断聚类结果的好坏。
当前，基于多样性的聚类算法研究面临一些挑战。
首先，如何有效地度量和衡量多样性仍然是一个难题。
不同的多样性度量方法可能导致不一致的聚类结果。
其次，如何选择合适的特征来提高聚类的准确性也是一个挑战。
不同的特征选择方法可能导致不同的聚类结果，因此需要寻找一种更加有效和可靠的特征选择方法。
此外，如何评估聚类结果的质量和一致性也是一个重要的问题。
当前的聚类评估方法往往只考虑了局部的一致性，需要进一步研究全局的一致性评估方法。
未来的研究可以从以下几个方向展开。
首先，可以深入研究多样性的度量方法，寻找一种更加准确和可解释的多样性度量方法。
其次，可以研究改进的特征选择方法，以提高聚类的准确性和稳定性。
另外，可以研究全局一致性的评估方法，以评估聚类结果的质量和一致性。
此外，可以结合其他机器学习技术，如深度学习和增强学习，来改进基于多样性的聚类算法。
综上所述，基于多样性的聚类算法是一种重要的研究领域。
通过考虑样本或对象之间的多样性，可以提供更准确和全面的聚类结果。
数据挖掘中K-均值聚类算法的缺陷及工作效率改进的实验研究
第 ３ ４期
２ ０ １ ３年 １ ２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ３ ４ Ｄｅ ｅ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ４ — １ ０ ３ ５ ９ － ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
的数学 和非 数 学 方 法 将 所 挖 掘 的数 据 进 行 总 结 从
而得到对我们有实际意义的知识数据 Ｊ 。在挖掘
数 据并 进行 归纳 总结 的整 个 过 程 中 ， 涉 及 到许 多环 节， 包括 的学 科 内容 也 很 广 泛 ， 在 整 个 过程 中 ， 它 主
得有意义 ’ 加 Ｊ 。聚类算法按照所使用 的数据类 型 、 功能、 聚类需求可 以分为 ： 基于划分 的算法 、 基于层
不规则的 、 不清晰 的、 随机的数据 中挖掘 出对 于实
际 应用 有意 义但 之前 并 未 在 意 的数 据 的 非凡 过 程 ， 有 时这 一 过 程 也 被 称 之 为 已知 的数 据 库 中对 知 识 的发现 （ ｋ ｎ ｏ ｗ ｌ ｅ ｄ ｇ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ， Ｋ Ｄ Ｄ） ¨ 。原 始 的数 据 类型 多种 多样 ， 一 般 情 况下 有 结 构 化 数 据 类 型 和
记对 象 而言 的 ， 利 用 该 分析 方 法 将 无标 记 的对 象 变
半结构化的数 据类 型 ， 举例 说明 ， 数 据库 中的数 据 即为结构化数据类 型， 而图像 图形及 网络互联 网上 的数据类型为半结构化的类型。通常情况下 ， 利 用
对k-means聚类算法的改进研究
在式１ 中，ｍ是簇ｃｐ ＂ 的均值 ，即：
准则 函数 比较有效 ；但是如 果各类的形状和大小差别很大 ，
坍 备， ，
１２ Ｋ ｍ ａ ｓ 类算 法分析 ． － ｅ ｎ聚
（ ）在数据 量非常大 时 ，算 法的时 问开销是 非常大 Ｉ
为使 误差 平方和的值达到最 小，有可能出现将大 的聚类分 割
２
ｃ ，
使之 远离输入值 。 （ ）在ｋ ｍ ａ ｓ ２ — ｅｎ 算法中常采用误差平方 和 准 则 函数作 为聚 类准 则 函数 ，考 察误 差平 方和 准则 函数发
～
Ｊ＝ ∑ ｉ
ｌ
＝Ｉ ＾ ｌ
ｒ ＼
１、 ，
现 ， 如 果 各 类 之 间 区别 明 显 且 数 据 分 布 稠 密 ，则 误 差 平 方 和
称 为 次 胜 者 受 罚 的竞 争 学 习 规 则 ， 来 自动 决 定 类 的 适 当 数 目。 它 的 思 想 是 ：对 每 个 输 入 而 言 ，不 仅 竞 争 获 胜 单 元 的 权 值 被 修 正 以适 应 输 入 值 ， 而 且 对 次 胜 单 元 采 用 惩 罚 的 方法 ，
ｍ ａ ｓ 法 中，ｋ ｅｎ算 是事 先给 定的 ，这 个ｋ 的选 定是很 难估计 值
的 。很 多 时候 ， 我 们 事 先 并 不 知 道 给 定 的 数 据 集 应 分 成 多 少
１ ｋｍａｓ － ｅ ｎ 聚类算法综述
类最 合适 ，这 也是ｋ ｍ ａ ｓ － ｅ ｎ 算法 的一个 不足 。有的算法 是通 过类 的 自动合并 和分裂 ，得到较 为合理 的类型数 目ｋ ，例 如
的现象 。此 外在运用误差平 方和准 则函数测度聚类效果 时，
最佳聚类 结果 对应 于 目标函数 的极值 点，由于 目标函数存在
《基于强化学习的聚类算法及其应用研究》范文
《基于强化学习的聚类算法及其应用研究》篇一一、引言随着大数据时代的到来，聚类算法作为无监督学习的重要分支，在数据分析和处理中发挥着越来越重要的作用。
传统的聚类算法如K-means、层次聚类等在处理复杂数据时面临诸多挑战。
近年来，强化学习作为一种机器学习方法，逐渐被引入到聚类算法中，为解决复杂聚类问题提供了新的思路。
本文将介绍基于强化学习的聚类算法，并探讨其应用研究。
二、强化学习与聚类算法的结合强化学习是一种通过试错学习最优策略的机器学习方法，其核心思想是智能体通过与环境交互，学习如何在一系列动作中选择最优动作以最大化累计奖励。
将强化学习与聚类算法相结合，可以利用强化学习在决策过程中的优势，优化聚类过程，提高聚类效果。
在基于强化学习的聚类算法中，智能体通过与环境（即数据集）的交互，学习如何进行聚类。
具体而言，智能体在每个时间步选择一个动作（如选择一个数据点或调整聚类参数），然后观察环境的反馈（即聚类效果），并根据这个反馈调整自己的策略。
通过这种方式，智能体可以在试错过程中学习到最优的聚类策略。
三、基于强化学习的聚类算法研究基于强化学习的聚类算法主要包括以下几个步骤：1. 定义环境和智能体：在聚类问题中，环境即为数据集，智能体则是进行聚类的决策者。
2. 设计动作空间：智能体在每个时间步可以选择的动作包括选择一个数据点、调整聚类参数等。
3. 定义奖励函数：奖励函数用于评估智能体的决策是否有利于提高聚类效果。
通常，奖励函数会根据聚类的质量、速度等因素进行设计。
4. 训练智能体：通过强化学习算法（如Q-learning、策略梯度等）训练智能体，使其学习到最优的聚类策略。
5. 执行聚类：训练好的智能体可以根据学习到的策略进行聚类，得到最终的聚类结果。
四、应用研究基于强化学习的聚类算法在多个领域都有广泛的应用，如图像处理、社交网络分析、推荐系统等。
以下将介绍几个具体的应用场景：1. 图像处理：在图像分割中，可以利用基于强化学习的聚类算法对图像进行分割。
《基于密度聚类算法的研究与改进》范文
《基于密度聚类算法的研究与改进》篇一一、引言随着大数据时代的到来，数据挖掘和数据分析技术得到了广泛的应用。
其中，聚类算法作为无监督学习的重要分支，被广泛应用于各种领域。
密度聚类算法是聚类算法中的一种，其基本思想是将数据空间划分为不同的密度区域，并通过高密度区域进行聚类。
本文旨在研究密度聚类算法的基本原理和实现方法，并提出相应的改进措施。
二、密度聚类算法的基本原理和实现方法2.1 基本原理密度聚类算法是一种基于密度的聚类方法，其基本思想是将数据空间划分为不同的密度区域，并通过高密度区域进行聚类。
该算法通过计算每个点的局部密度来确定其所属的聚类，并利用密度连通性来形成最终的聚类结果。
2.2 实现方法密度聚类算法的实现过程主要包括以下几个步骤：（1）计算每个点的局部密度；（2）根据局部密度确定每个点的邻域范围；（3）通过密度连通性将高密度区域连接起来形成聚类；（4）对形成的聚类进行后处理，如去除噪声点、合并小聚类等。
三、密度聚类算法的改进措施3.1 优化局部密度的计算方法局部密度的计算是密度聚类算法的关键步骤之一。
传统的局部密度计算方法往往只考虑了点的局部邻域内的密度信息，忽略了全局信息。
因此，我们可以采用基于全局信息的局部密度计算方法，如基于核密度的局部密度计算方法，以提高聚类的准确性和鲁棒性。
3.2 引入空间约束条件传统的密度聚类算法往往只考虑了数据点的密度信息，而忽略了空间约束条件。
因此，我们可以在算法中引入空间约束条件，如利用空间距离信息来调整局部密度的计算方法和邻域范围的确定等，以提高聚类的准确性和可解释性。
3.3 结合其他聚类算法的优点不同的聚类算法有其各自的优点和适用场景。
因此，我们可以将密度聚类算法与其他聚类算法相结合，如结合层次聚类、谱聚类等算法的优点，形成混合聚类算法，以提高聚类的效果和鲁棒性。
四、实验与分析为了验证上述改进措施的有效性，我们进行了实验分析。
实验结果表明，优化局部密度的计算方法、引入空间约束条件和结合其他聚类算法的优点等方法都可以有效地提高密度聚类算法的准确性和鲁棒性。
K-means-聚类算法研究综述
K -means 聚类算法研究综述摘要:总结评述了K -means 聚类算法的研究现状，指出K -means 聚类算法是一个NP 难优化问题，无法获得全局最优。
介绍了K -means 聚类算法的目标函数，算法流程，并列举了一个实例，指出了数据子集的数目K ，初始聚类中心选取，相似性度量和距离矩阵为K -means 聚类算法的3个基本参数。
总结了K -means 聚类算法存在的问题及其改进算法，指出了K -means 聚类的进一步研究方向。
关键词：K -means 聚类算法；NP 难优化问题；数据子集的数目K ；初始聚类中心选取；相似性度量和距离矩阵Review of K-means clustering algorithmAbstract: K-means clustering algorithm is reviewed. K-means clustering algorithm is a NP hard optimal problem and global optimal result cannot be reached. The goal ， main steps and example of K-means clustering algorithm are introduced. K-means algorithm requires three user-specified parameters: number of clusters K ， cluster initialization ， and distance metric. Problems and improvement of K-means clustering algorithm are summarized then. Further study directions of K-means clustering algorithm are pointed at last.Key words: K-means clustering algorithm; NP hard optimal problem; number of clusters K; cluster initialization; distance metricK -means 聚类算法是由Steinhaus 1955年、Lloyed 1957年、Ball & Hall 1965年、McQueen 1967年分别在各自的不同的科学研究领域独立的提出。
聚类分析及聚类结果评估算法研究
研究方法
本研究采用文献调查和实验研究相结合的方法。首先，我们对聚类分析的各 种算法进行梳理与评价，了解其优缺点及适用场景。其次，我们针对某一具体应 用领域，收集相关数据并进行预处理、特征选择等步骤。随后，我们采用多种聚 类算法对数据进行聚类分析，并应用聚类结果评估算法对聚类效果进行评估。
实验结果及分析
通过实验，我们发现聚类分析在不同领域的应用中均取得了较好的效果。例 如，在数据挖掘领域，我们采用k-means和谱聚类算法对一个商品销售数据集进 行聚类，成功地将相似的商品聚集在一起，为商家提供了有价值的销售策略建议。 在生物信息学领域，我们利用层次聚类算法对基因表达数据进行分析，准确地识 别了不同类别样本间的差异表达基因。
结论本次演示对KMeans聚类算法的研究现状、应用领域、未来发展方向进行 了综述。KMeans聚类算法作为一种经典的聚类方法，已经得到了广泛的应用，并 在各个领域取得了良好的效果。然而，随着大数据时代的不断发展，KMeans聚类 算法仍需要进一步的研究和改进，以更好地适应不断变化的应用需求和提高算法 的性能和准确性。
KMeans聚类算法的研究现状 KMeans聚类算法是一种基于划分的聚类方法， 其基本思想是将数据集划分为若干个簇，使得每个簇内的数据点相似性较高，同 时不同簇之间的数据点差异较大。自KMeans聚类算法提出以来，已经有许多研究 者对其进行了研究，并提出了许多改进算法。
传统的KMeans算法采用欧几里得距离作为相似性度量，这种度量方式容易受 到量纲和异常值的影响。因此，一些研究者提出了其他的相似性度量方式，如马 氏距离、余弦相似性等，以增强KMeans算法的鲁棒性。另外，KMeans算法的初始 化也会影响聚类结果，因此，一些研究者提出了多种初始化方法，如K-means++、 K-means||等，以改善聚类效果。
改进的聚类分析算法及其性能分析
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｌ ｓｅ ｉｇ ｎ ｌ ｉ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｉ ｐ ｏ ｓ ｄ Ｕｓｎ ｔ ｅ ｉ ｅ ｓｍｉ ｒ ｏ ｈ ｌ－ ｎ ｓ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒｎ ａ ｄ ｉｎ ｌ ｓｒ ｃ ： ｍｐ ｏ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒ ａ ａｙｓｓ ｌ ｏ ｉｈ ｎ ｓ ｒ ｐｏ ｅ ． ｉ ｇ ｈ ｄ ａ ｉ ｌ ｔ ａ ｆｆ ｉｈ ｄ ｌ ｓｅ ｉ ｇ ｎ ｆ ａ ａ ｉ ｃ ｕ ｔ ｒ ｇ ｉｔｉ ｕ ｉ ｎ，ｔ ｅ ｌ ｒ ｈ ｉｒ ｔ ｃ ｕ ｔ ｒ ｃ ｎ ｅ ｔａｅ ｒ ｇｉ ｓ ｏ ｅ Ｋ ｃ ｕ ｔｒ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｓ ｅ ｓ ｅ ａｉ ｅ ｙ ｃ ｔ ｒ ｄ ｒ ｅ ｌ ｓｅ ｉ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｎ ｈ ａｇｏ ｉ ｍ ｆ ｓｌ ｌ ｓ ｅ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｅ ｏｎ ｔ ｇ ｔ ｔ ｙ ｌ ｓｅ ｓ ｎ ｈ ｎ ｃ ｕ ｔ ｒ ｒ ｌｔｖ ｌ ｓ ａ ｔ ｅ ｆｅ ｅ ｄ ｔ ｉ Ｋ— ｅ ｎｓ ａａ ｎ ｍ ａ ，ｗｈ ｃ ｍ ａ ｅ ｃｕ ｔ ｒｎ ａ ａ ｙ ｉ ａ ｗａ ｓ ｏ ｌ ｗ ｏ ｔｍａ ｄｉ ｃ ｉｎ ｎ ｔ ｒ ｔｖ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｒ ｔ ｎ ｉ ｓ ｎ ｉｈ ｋ ｓ ｌ ｓｅ ｉ ｇ ｎ ｌ ｓｓ ｌ ｙ ｆ ｌ ｏ ｐ ｉ ｌ ｒ ｔｏ ｉ ｉｅ ａ ｉ ｅ ｒ ｃ ｓ ， ｅ ｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｔｍｅ ａ ｄ ｅ ｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｓ ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｓ ｅ ｄ． Ｔｈ ａｇｏ ｉ ｍ ｉ ｔｇｒ ｔ ｓ ｔ ｅ ａ ａ ｔｇｅ ｏ ｇ ｉ — ａ ｅ ｃ ｕ ｔｒｎ ａ ｄ Ｋ ａ ｓ ｃ ｕ ｔｒｎ ， ａ ｄ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｐ ｅ ｅ ｌ ｒｔ ｈ ｎ ｅ ａ ｅ ｈ ｄｖ ｎ ａ ｓ ｆ ｒｄ ｂ ｓ ｄ ｌ ｓｅ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｎ ｌ ｓｅ ｉ ｇ ｎ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｎ ｗ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｏ ｐ ｒ ｉ ｏ ｉ ｇ ｒｄ ｎ ｎ ｗ ｆ ｎ ｔｏ ｏｆ ｃ ｍｐ ｔｎ ｄ ｎｓｔ ｔ ｒ ｓ ｏ ｄ． Ｔ ｅ ｈ ｏ ｅ ｉａ ａ ａ ｙ ｉ ａ ｄ ｌｏ ｉ ｈ ｆ ａ ｔ ｉ ｎ ｎ ｇ ｉ ａ ｄ ｅ ｔ ｕ ｃｉｎ ｏ ｕ ｉｇ ｅ ｉ ｙ ｈｅ ｈ ｌ ｈ ｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒｎ ｏ ｅ ｓ ｆ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｍ ｃ ｉ ｖ ｓ ａ ｉｆ ｃ ｏ ｙ ｒ ｓ ｔ ． ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ｒ ｖ ｔ ａ ｈ ｌ ｓｅ ｉ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｈ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｈ ａ ｈ ｅ ｅ ｓ ｔｓａ ｔ ｒ ｅ ｕｌ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｕ ｔ ｒ ｎ ｌ ｓｓ Ｋ— ｅ ｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ； ｇ ｉ — ａ ｅ ｌ ｓｅ ｉ ｇ； ｆ ｓｏ ｌ ｓｅ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｓｅ ｉ ａ ａ ｙ ｉ ； ｎｇ ｍ ａ ｓ ｌ ｏ ｉｈ ｒｄ ｂ ｓ ｄ ｃ ｕ ｔ ｒｎ ｕ ｉ ｎ ｃ ｕ ｔ ｒｎ
密度峰值聚类算法的研究与改进
密度峰值聚类算法的研究与改进密度峰值聚类算法的研究与改进摘要：随着大数据时代的到来，聚类算法在数据挖掘、机器学习等领域中扮演着重要的角色。
密度峰值聚类算法是一种基于数据点之间密度关系的聚类方法，通过寻找数据集中的密度峰值点来实现聚类。
本文对密度峰值聚类算法进行了详细研究，并提出了相应的改进方法。
1. 引言聚类是一种无监督学习方法，其目标在于发现数据集中相似的样本并将其分组。
聚类算法在数据挖掘、图像处理、生物信息学等领域中有着广泛的应用。
密度峰值聚类算法是近年来提出的一种新兴的聚类方法，与传统的基于距离度量的聚类算法有所不同，它主要通过对数据点之间的密度关系进行分析，来确定数据集中的聚类情况。
2. 密度峰值聚类算法原理密度峰值聚类算法主要有以下几个步骤：（1）计算每个数据点的局部密度，即该数据点周围一定半径范围内的数据点个数。
（2）对所有数据点按照局部密度进行降序排序。
（3）选择合适的邻域范围和密度阈值，判断每个数据点是否是一个峰值点。
（4）从峰值点出发，寻找局部密度更高的数据点，并逐步扩展聚类簇。
（5）将未分配到任何聚类簇的数据点标记为噪声点。
3. 密度峰值聚类算法的改进方法尽管密度峰值聚类算法在原理上很有吸引力，但在实际应用中也存在一些问题。
为了解决这些问题，我们提出以下改进方法：（1）调整邻域范围和密度阈值：在密度峰值聚类算法中，邻域范围和密度阈值是两个重要的参数。
我们可以通过交叉验证等方法，选择合适的邻域范围和密度阈值，以获得更好的聚类结果。
（2）考虑噪声点的处理：在原始的密度峰值聚类算法中，未分配到任何聚类簇的数据点会被标记为噪声点。
我们可以对这些噪声点进行二次聚类，或者利用密度峰值聚类算法分析其密度峰值情况，并将其重新分配到合适的聚类簇中。
（3）优化算法效率：密度峰值聚类算法的时间复杂度较高，通常需要较长的运行时间。
我们可以通过采用并行计算、优化数据结构等方法，提高算法的效率。
4. 实验与分析我们在多个数据集上进行了实验，比较了原始的密度峰值聚类算法和改进后的算法在聚类质量和运行时间上的差异。
改进的k-平均聚类算法研究
第 ３ 卷 第 １ 期 ３ ３
Ｖｉ ３ ｏ． ３
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２０ ０７年 ７月
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人工智能及识别技术 ・
文 编 １ ４ ｆ ７，＿ ０ ２ 文 标 码 Ａ 章 号： ０ ０ ２２ ） ＿ ２ ８帅 ｌ ０ 献 识 ：
中 分 号 Ｔ１ 圈 类 ： Ｐ８ ３
改进 的 ｋ 平均 聚 类 算 法研 究 ．
孙士保 ，秦克云
（． １ 西南交通大学智能控制开发中心 ，成都 ６ ０ ３ ； ． 南科技大学 电子信息工程学院 ，洛 阳 ４ １ ３ １０ １ ２ 河 ７０ ） ０ 摘 要 ：聚类算法 的好坏直接影响聚类 的效果 。 该文讨论 了经典的 ｋ平均 聚类算法 ，说明了它 存在不能很好地处理符号数据和对噪声与孤 一
ｃｕ ｔ ｒｎ ． ｌ ｓ ｅ ｇ ｉ
［ ｙｗｏ ｄ ］ｃｕｔ ｌｏ ｔｍ； － ａ ｓｗｅｇｔ；ｌｓ ｒ ａａｍｉｉｇ Ｋｅ ｒ ｓ ｌｓ ｒ ｇ ｒ ｅａ ｉ ｈ ｋｍｅ ； ｉｈｓｃｕｔ ｔ ｎｎ ｎ ｅｄ
聚类是将物 理或抽象对象 的集合分组成为 由类似 的对象 组成的多个类 的过程 。它的 目的是使得属于 同一类别 的个体
［ ｓ ａｔ ｈ ｔｏ ｆ ａａｃｕｔ ｎ ｉ ｆ ｅ ｃ ｅｅｆｃ ｏ ｌｓ ｒ ｇｄｒｃｌ． ｈ ｌｏ ｔｍ ｆ － ａｓｉｄｓｕｓｄ ｔｅｓｏｔｇｓｏ Ａｂ ｔ ｃ］Ｔ ｅｍｅ ｄｏ ｔ ｌｓ ｒ ｇｗ ｌｉ ｌ ｎｅｔ ｆ ｔ ｆ ｕｔｉ ｉ ｔ Ｔ ｅａｇｒ ｈ ｏ ｍｅ ｉ ｓｅ ， ｒ ｅ ｆ ｒ ｈ ｄ ｅ ｉ ｌｎ ｕ ｈ ｅ ｃ ｅｎ ｅ ｙ ｉ ｋ ｎ ｓ ｃ ｈ ｈ ａ
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论文关键词：数据挖掘；聚类算法；聚类分析论文摘要：该文详细阐述了数据挖掘领域的常用聚类算法及改进算法，并比较分析了其优缺点，提出了数据挖掘对聚类的典型要求，指出各自的特点，以便于人们更快、更容易地选择一种聚类算法解决特定问题和对聚类算法作进一步的研究。
并给出了相应的算法评价标准、改进建议和聚类分析研究的热点、难点。
上述工作将为聚类分析和数据挖掘等研究提供有益的参考。
1 引言随着经济社会和科学技术的高速发展，各行各业积累的数据量急剧增长，如何从海量的数据中提取有用的信息成为当务之急。
聚类是将数据划分成群组的过程，即把数据对象分成多个类或簇，在同一个簇中的对象之间具有较高的相似度，而不同簇中的对象差别较大。
它对未知数据的划分和分析起着非常有效的作用。
通过聚类，能够识别密集和稀疏的区域，发现全局的分布模式，以及数据属性之间的相互关系等。
为了找到效率高、通用性强的聚类方法人们从不同角度提出了许多种聚类算法，一般可分为基于层次的，基于划分的，基于密度的，基于网格的和基于模型的五大类。
2 数据挖掘对聚类算法的要求(1)可兼容性：要求聚类算法能够适应并处理属性不同类型的数据。
(2)可伸缩性：要求聚类算法对大型数据集和小数据集都适用。
(3)对用户专业知识要求最小化。
(4)对数据类别簇的包容性：即聚类算法不仅能在用基本几何形式表达的数据上运行得很好，还要在以其他更高维度形式表现的数据上同样也能实现。
(5)能有效识别并处理数据库的大量数据中普遍包含的异常值，空缺值或错误的不符合现实的数据。
(6)聚类结果既要满足特定约束条件，又要具有良好聚类特性，且不丢失数据的真实信息。
(7)可读性和可视性：能利用各种属性如颜色等以直观形式向用户显示数据挖掘的结果。
(8)处理噪声数据的能力。
(9)算法能否与输入顺序无关。
3 各种聚类算法介绍随着人们对数据挖掘的深入研究和了解，各种聚类算法的改进算法也相继提出，很多新算法在前人提出的算法中做了某些方面的提高和改进，且很多算法是有针对性地为特定的领域而设计。
某些算法可能对某类数据在可行性、效率、精度或简单性上具有一定的优越性，但对其它类型的数据或在其他领域应用中则不一定还有优势。
所以，我们必须清楚地了解各种算法的优缺点和应用范围，根据实际问题选择合适的算法。
3.1 基于层次的聚类算法基于层次的聚类算法对给定数据对象进行层次上的分解，可分为凝聚算法和分裂算法。
(1)自底向上的凝聚聚类方法。
这种策略是以数据对象作为原子类，然后将这些原子类进行聚合。
逐步聚合成越来越大的类，直到满足终止条件。
凝聚算法的过程为：在初始时，每一个成员都组成一个单独的簇，在以后的迭代过程中，再把那些相互邻近的簇合并成一个簇，直到所有的成员组成一个簇为止。
其时间和空间复杂性均为O(n2)。
通过凝聚式的方法将两簇合并后，无法再将其分离到之前的状态。
在凝聚聚类时，选择合适的类的个数和画出原始数据的图像很重要。
[!--empirenews.page--] (2)自顶向下分裂聚类方法。
与凝聚法相反，该法先将所有对象置于一个簇中，然后逐渐细分为越来越小的簇，直到每个对象自成一簇，或者达到了某个终结条件。
其主要思想是将那些成员之间不是非常紧密的簇进行分裂。
跟凝聚式方法的方向相反，从一个簇出发，一步一步细化。
它的优点在于研究者可以把注意力集中在数据的结构上面。
一般情况下不使用分裂型方法，因为在较高的层很难进行正确的拆分。
3.2 基于密度的聚类算法很多算法都使用距离来描述数据之间的相似性，但对于非凸数据集，只用距离来描述是不够的。
此时可用密度来取代距离描述相似性，即基于密度的聚类算法。
它不是基于各种各样的距离，所以能克服基于距离的算法只能发现“类圆形”的聚类的缺点。
其指导思想是：只要一个区域中的点的密度（对象或数据点的数目）大过某个阈值，就把它加到与之相近的聚类中去。
该法从数据对象的分布密度出发，把密度足够大的区域连接起来，从而可发现任意形状的簇，并可用来过滤“噪声”数据。
常见算法有DBSCAN，DENCLUE 等。
[1][2][3]下一页 3.3 基于划分的聚类算法给定一个N个对象的元组或数据库，根据给定要创建的划分的数目k，将数据划分为k个组，每个组表示一个簇类（<=N）时满足如下两点：(1)每个组至少包含一个对象；(2)每个对象必须属于且只属于一个组。
算法先随机创建一个初始划分，然后采用一种迭代的重定位技术，通过将对象根据簇类之间的差异从一个划分移到另一个划分来提高簇类内数据之间的相似程度。
一种好的划分的一般准则是：在同一个类中的对象尽可能“接近”或相似，而不同类中的对象尽可能“远离”或不同。
为了达到全局最优，基于划分的聚类会要求穷举所有可能的划分。
典型的划包括：K-means，PAM，EM等。
划分法收敛速度快，在对中小规模的数据库中发现球状簇很适用。
缺点是它倾向于识别凸形分布大小相近、密度相近的聚类，不能发现分布形状比较复杂的聚类，它要求类别数目k可以合理地估计，且初始中心的选择和噪声会对聚类结果产生很大影响。
还要求用户预先指定聚类个数。
3.4 基于网格的聚类算法首先将数据空间量化为有限个单元的网格结构，然后对量化后的单个的单元为对象进行聚类。
典型的算法有STING，CLIQUE等。
网格聚类法处理速度快，处理时间与数据对象的数目无关，一般由网格单元的数目决定。
缺点是只能发现边界是水平或垂直的聚类，不能检测到斜边界。
该类算法也不适用于高维情况，因为网格单元的数目随着维数的增加而呈指数增长。
另外还有下列问题：一是如何选择合适的单元大小和数目，二是怎样对每个单元中对象的信息进行汇总，三是存在量化尺度的问题。
3.5 基于模型的聚类算法基于模型的方法给每一个聚簇假定了一个模型，然后去寻找能够很好满足这个模型的数据集。
这个模型可能是数据点在空间中的密度分布函数，它由一系列的概率分布决定，也可能通过基于标准的统计数字自动决定聚类的数目。
它的一个潜在假定是：目标数据集是由一系列的概率分布所决定的。
一般有2种尝试方向：统计的方案和神经网络的方案。
COBWEB是一种流行的简单增量概念聚类算法，以一个分类树的形式来创建层次聚类，它的输入对象用分类属性-值对来描述。
COBWEB 的优点为：可以自动修正划分中类的数目；不需要用户提供输入参数。
缺点为：COBWEB基于这样一个假设：在每个属性上的概率分布是彼此独立的。
但这个假设并不总是成立。
且对于偏斜的输入数据不是高度平衡的，它可能导致时间和空间复杂性的剧烈变化，不适用于聚类大型数据库的数据。
[!--empirenews.page--] 3.6 模糊聚类算法现实中很多对象没有严格的属性，其类属和形态存在着中介性，适合软划分。
恰好模糊聚类具有描述样本类属中间性的优点，因此成为当今聚类分析研究的主流。
常用的模糊聚类有动态直接聚类法、最大树法、FCM等。
基本原理为：假设有N个要分析的样本，每个样本有M个可量化的指标，一般步骤为：(1)标准化数据：常用的数据标准化方法有：小数定标规范化，最大最小值规范化，标准差规范化等。
(2)建立模糊相似矩阵，标定相似系数。
(3)计算多极相似矩阵，计算整体相似关系矩阵，有传递闭包法，动态直接聚类法，最大树法等。
(4)给定一个聚类水平，计算绝对相似矩阵。
按行列调整绝对相似矩阵，每个分块即为一个分类。
3.6.1 模糊C-均值聚类算法FCM算法用隶属度确定每个样本属于某个聚类的程度。
它与K平均算法和中心点算法等相比，计算量可大大减少，因为它省去了多重迭代的反复计算过程，效率将大大提高。
同时，模糊聚类分析可根据数据库中的相关数据计算形成模糊相似矩阵，形成相似矩阵之后，直接对相似矩阵进行处理即可，无须多次反复扫描数据库。
根据实验要求动态设定m值，以满足不同类型数据挖掘任务的需要，适于高维度的数据的处理，具有较好的伸缩性，便于找出异常点。
但m值根据经验或者实验得来，具有不确定性，可能影响实验结果。
并且，由于梯度法的搜索方向总是沿着能量减小的方向，使得算法存在易陷入局部极小值和对初始化敏感的缺点。
为克服上述缺点，可在FCM算法中引入全局寻优法来摆脱FCM聚类运算时可能陷入的局部极小点，优化聚类效果。
3.6.2 免疫进化算法该算法借鉴生命科学中的免疫概念和理论在保留原算法优良特性的前提下，力图有选择、有目的地利用待求问题中的一些特征或知识来抑制其优化过程中出现的退化现象。
免疫算法的核心在于免疫算子的构造，通过接种疫苗或免疫选择两个步骤来完成。
免疫进化算法能提高个体的适应度和防止群体的退化，从而达到减轻原有进化算法后期的波动现象和提高收敛速度。
例如IFCM、IFCL算法。
它们既较大地提高了获取全局最优的概率，又减轻了基于遗传聚类算法在遗传后期的波动现象。
进一步的工作是参数的适当选取和减小运行时间等。
人对于客观事物的识别往往只通过一些模糊信息的综合，便可以获得足够精确的定论。
上一页[1][2][3]下一页3.7 其它聚类算法 3.7.1 基于群的聚类方法该法是进化计算的一个分支，模拟了生物界中蚁群、鱼群等在觅食或避敌时的行为。
可分为蚁群算法ACO和PSO。
蚁群聚类算法的许多特性，如灵活性、健壮性、分布性和自组织性等，使其非常适合本质上是分布、动态及又要交错的问题求解中，能解决无人监督的聚类问题，具有广阔的前景。
PSO模拟了鱼群或鸟群的行为。
在优化领域，PSO可以与遗传算法相媲美，并在预测精度和运行速度方面占优势。
对ACO或PSO在数据挖掘中应用的研究仍处于早期阶段，要将这些方法用到实际的大规模数据挖掘的聚类分析中还需要做大量的研究工作。
[!--empirenews.page--] 3.7.2 基于粒度的聚类方法从粒度的角度看，我们会发现聚类和分类有很大的相通之处：聚类操作实际上是在一个统一粒度下进行计算的；分类操作是在不同粒度下进行的。
所以说在粒度原理下，聚类和分类是相通的，很多分类的方法也可以用在聚类方法中。
作为一个新的研究方向，虽然目前粒度计算还不成熟，尤其是对粒度计算语义的研究还相当少，但相信随着粒度理论的不断发展，今后几年它必将在聚类算法及其相关领域得到广泛的应用。
3.7.3 谱聚法谱聚类方法建立在谱图理论基础之上，并利用数据的相似矩阵的特征向量进行聚类，是一种基于两点间相似关系的方法，这使得该方法适用于非测度空间。
它与数据点的维数无关，而仅与数据点的个数有关，可以避免由特征向量的过高维数所造成的奇异性问题。
它又是一个判别式算法，不用对数据的全局结构作假设，而是首先收集局部信息来表示两点属于同一类的可能性；然后根据某一聚类判据作全局决策，将所有数据点划分到不同的数据集合中。
通常这样的判据可以在一个嵌入空间中得到解释，该嵌入空间是由数据矩阵的某几个特征向量张成的。