[發明專利]一種簇特征加權的模糊緊致散布聚類方法

有效

• 申請號: 201410413719.8
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104182511B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 周媛;王麗娜;何軍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進,葉涓涓

1.一種簇特征加權的模糊緊致散布聚類方法，應用于數據處理領域，其特征在于，獲得傳感器采集到的數據后，簇特征加權的模糊緊致散布聚類方法對采集的數據進行分類，再根據分類結果判斷工業設備或工藝的當前狀態，所述簇特征加權的模糊緊致散布聚類方法包括如下步驟：

步驟一：設置隸屬度指數m、特征加權指數α∈[-10，-1]∪(1,10]、β∈{0.005,0.05,0.5,1}，初始迭代次數p＝0以及迭代誤差ε＞0，隨機生成初始聚類中心a_i，s為特征參數個數；

步驟二：根據下式計算系數η_i：

ηi=β4mini≠i′||ai-ai′||2maxt||at-X‾||2]]>

其中，為樣本均值；

步驟三：根據下式更新樣本隸屬度μ_ij：

μij=(Σk=1sωikα(||xjk-aik||2-ηi||aik-Xk‾||2))11-mΣt=1c(Σk=1sωtkα(||xjk-atk||2-ηt||atk-Xk‾||2))11-m]]>

記

Δij=Σk=1sωikα(||xjk-aik||2-ηi||aik-Xk‾||2)]]>

當樣本點x_j存在落在硬劃分邊界上時，此時Δ_ij＝0，在保證各樣本點相對于第i類的距離尺度不變的前提下，對所有Δ_ij≥0的樣本點利用P(Δ_ij)進行調整：

Δij=P(Δij≥0)=Δij+rand*minj(Δij>0),(j=1,...,n)]]>

調整后利用下式計算新的μ_ij：

μij=Δij11-mΣt=1cΔtj11-m]]>

因為有樣本點x_j落在第i類硬劃分區域內，所以會有μ_ij＜0，因此對μ_ij進行硬劃分調整：

μij=1,Δij<0μi′j=0,i′≠i]]>

步驟四：根據下式計算特征權重ω_ik：

ωik=(Σj=1nμijm(||xjk-aik||2-ηi||aik-Xk‾||2))11-αΣt=1s(Σj=1nμtjm(||xjt-ait||2-ηi||ait-Xt‾||2))11-α]]> 1

記

Δik=Σj=1nμijm(||xjk-aik||2-ηi||aik-Xk‾||2)]]>

若Δ_ik＜0，因為ω_ik∈[0,1]，所以需將Δ_ik投影到大于0的區間且保證各樣本的第k個特征參數與第i類的硬劃分區的距離尺度不變，于是利用下式調整Δ_ik：

Δik=Δik-mink(Δik)+mink(Δik>0)]]>

調整后利用特征權重公式計算新的ω_ik；

步驟五：根據下式計算聚類中心a_ik：

aik=Σj=1nμijm(xjk-ηiXk‾)Σj=1nμijm(1-ηi)]]>

步驟六：令迭代次數p＝p+1，直到否則轉到步驟二；

步驟七：將第p次迭代得到的μ_ij輸出，根據即第j個樣本屬于第i類。