【摘要】：隨著信息技術、數(shù)據(jù)收集和存儲技術的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)規(guī)模逐漸擴大、維度逐漸增高,傳統(tǒng)聚類算法受高維數(shù)據(jù)稀疏性和維度災難的影響無法進行有效聚類,為解決高維數(shù)據(jù)聚類問題,軟子空間聚類分析技術應運而生并得到廣泛關注。軟子空間聚類通過描述各樣本隸屬于不同簇的不確定性進行聚類,具有更好的適應性和靈活性、更接近于客觀世界。但現(xiàn)有軟子空間聚類算法主要存在以下兩方面不足:采用隨機選取樣本點的方法初始化聚類中心,導致算法的聚類精度和穩(wěn)定性依賴于初始簇心;采用的局部搜索策略,導致算法在聚類過程中易陷入局部最優(yōu)。本文針對上述問題進行深入研究,具體研究內(nèi)容如下:(1)針對聚類結果依賴于初始簇心的問題,本文對快速搜索算法(CFSFDP)進行優(yōu)化,通過引入投影分區(qū)和類合并技術,提出一種基于投影分區(qū)及類合并技術優(yōu)化算法(PM-CFSFDP),可以獲得更加精準的類中心點。將PM-CFSFDP作為初始化步驟應用于軟子空間聚類中,為其選擇最佳聚類中心,降低算法對初始簇心的依賴。(2)針對在聚類過程中易陷入局部最優(yōu)的問題,本文對花朵授粉算法(FPA)進行優(yōu)化,通過引入混合蛙跳思想和自適應高斯變異策略,提出一種基于自適應高斯變異的混合蛙跳花朵授粉算法(AGM-SFLFPA),可有效避免陷入局部最優(yōu)且收斂速度較快。將AGM-SFLFPA作為全局優(yōu)化搜索策略應用于軟子空間聚類中,為其搜索最優(yōu)權值,有效避免陷入局部最優(yōu)。(3)將兩個改進的算法PM-CFSFDP和AGM-SFLFPA引入軟子空間中,提出一種基于花朵授粉算法的軟子空間聚類算法(FPASC)。在UCI標準數(shù)據(jù)集上的實驗結果表明,在處理高維數(shù)據(jù)時,FPASC算法可降低對初始簇心的依賴,避免在搜索過程中陷入局部最優(yōu),有效提高了軟子空間算法的聚類精度和穩(wěn)定性。
[Abstract]:With the development of information technology, data collection and storage technology, the scale of data is gradually expanding and the dimension is gradually increasing. The traditional clustering algorithm is unable to cluster effectively because of the sparsity of high-dimensional data and the disaster of dimensionality. In order to solve the problem of high dimensional data clustering, soft subspace clustering analysis technology emerged as the times require and received wide attention. Soft subspace clustering by describing the uncertainty of samples belonging to different clusters has better adaptability and flexibility and is closer to the objective world. However, the existing soft subspace clustering algorithms mainly have the following two shortcomings: the clustering center is initialized by randomly selecting sample points, which results in the clustering accuracy and stability of the algorithm depend on the initial cluster center, and the local search strategy is adopted. As a result, the algorithm is prone to fall into local optimum in the process of clustering. The main contents of this paper are as follows: (1) aiming at the problem that the clustering results depend on the initial cluster center, this paper optimizes the fast search algorithm (CFSFDP), and introduces the projection partition and class merging techniques. An optimization algorithm based on projection partitioning and class merging (PM-CFSFDP) is proposed to obtain more accurate center points of classes. PM-CFSFDP is applied to soft subspace clustering as an initialization step to select the best clustering center to reduce the dependence of the algorithm on the initial cluster center. (2) aiming at the problem that the clustering process is prone to fall into local optimum. In this paper, the flower pollination algorithm (FPA) is optimized by introducing the mixed leapfrog idea and adaptive Gao Si mutation strategy. A hybrid leapfrog flower pollination algorithm (AGM-SFLFPA) based on adaptive Gao Si mutation is proposed, which can effectively avoid falling into local optimum and converge quickly. AGM-SFLFPA is applied to soft subspace clustering as a global optimal search strategy to search the optimal weights. (3) two improved algorithms, PM-CFSFDP and AGM-SFLFPA, are introduced into soft subspace. A soft subspace clustering algorithm (FPASC). Based on flower pollination algorithm is proposed. The experimental results on the UCI standard data set show that the algorithm can reduce the dependence on the initial cluster center, avoid falling into local optimum in the search process, and effectively improve the clustering accuracy and stability of the soft subspace algorithm.
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP18;TP311.13

【參考文獻】

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本文編號：2254619