针对谱聚类在尺度参数计算时需要人为设置近邻参数及聚类结果不稳定等问题,本文将初始类中心值和尺度参数作为决策变量,重点对谱聚类算法进行自适应优化与改进。首先,将样本邻域标准差的倒数作为度量样本局部密度的参数,与密度峰值思想...针对谱聚类在尺度参数计算时需要人为设置近邻参数及聚类结果不稳定等问题,本文将初始类中心值和尺度参数作为决策变量,重点对谱聚类算法进行自适应优化与改进。首先,将样本邻域标准差的倒数作为度量样本局部密度的参数,与密度峰值思想相结合,设计了一种基于密度峰值的初始类中心决策值选择方法(initial class center decision value algorithm based on density peak,DP_KD),解决密度调整谱聚类中聚类结果不稳定的问题。其次,利用样本间的平均距离计算相应的邻域半径,并根据样本标准差自适应地求解每个样本的尺度参数,构造样本间的相似度矩阵,实现了近邻参数的自适应设置,解决尺度参数需要人为设置的问题。然后,基于优化后的初始类中心决策值和近邻参数方法,进一步调整高斯核函数,提出一种基于邻域标准差的密度调整谱聚类算法(density adjusted spectral clustering algorithm based on neighborhood standard deviation,DSSD),通过构建特征向量空间实现了密度谱聚类。最后,将提出的算法与其他聚类算法在多个数据集上进行了对比。结果表明,与其他谱聚类算法相比,本文提出的DSSD算法不仅具有更好的聚类效果,且聚类结果更加稳定,尤其是在类内密集且类间边缘明确的DIM512数据集中,DSSD算法可以正确地进行聚类分簇;在准确率、兰德系数和F-measure上较其他算法至少提升了0.0268、0.0136和0.0247,这表明DSSD算法不仅聚类效果较好且更适合大规模数据集的聚类分析。展开更多
密度峰值聚类(clustering by fast search and find of density peaks,DPC)算法是一种基于密度的聚类算法,它可以发现任意形状和维度的类簇,是具有里程碑意义的聚类算法。然而,DPC算法的样本局部密度定义不适用于同时发现数据集的稠密...密度峰值聚类(clustering by fast search and find of density peaks,DPC)算法是一种基于密度的聚类算法,它可以发现任意形状和维度的类簇,是具有里程碑意义的聚类算法。然而,DPC算法的样本局部密度定义不适用于同时发现数据集的稠密簇和稀疏簇;此外,DPC算法的一步分配策略使得一旦有一个样本分配错误,将导致更多样本的错误分配,产生“多米诺骨牌效应”。针对这些问题,提出一种新的样本局部密度定义,采用局部标准差指数定义样本局部密度,克服DPC的密度定义缺陷;采用两步分配策略代替DPC的一步分配策略,克服DPC的“多米诺骨牌效应”,得到ESDTS-DPC算法。与DPC及其改进算法KNN-DPC、FKNN-DPC、DPC-CE和经典密度聚类算法DBSCAN的实验比较显示,提出的ESDTS-DPC算法具有更好的聚类准确性。展开更多
为解决因排查效率低、数据更新不及时等因素导致低压配电网户变关系连接形式与实际不符的问题,提出一种基于角度分段线性近似(anglepiecewiselinearrepresentation,APLR)和改进密度峰值聚类(improved clustering by fast search find of...为解决因排查效率低、数据更新不及时等因素导致低压配电网户变关系连接形式与实际不符的问题,提出一种基于角度分段线性近似(anglepiecewiselinearrepresentation,APLR)和改进密度峰值聚类(improved clustering by fast search find of density peaks,ICFSFDP)相结合的户变关系识别方法。首先,根据电压曲线中相邻线段的角度变化量提取曲线的转折点,利用APLR对曲线进行自适应降维重构;随后,使用ICFSFDP算法对降维数据组展开聚类分析,在决策图中由拟合函数与坐标轴围成面积的最小值得到最优类簇数目,进而得到聚类和非聚类中心用户;最后,使用动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离计算聚类和非聚类中心用户之间的距离相似度,进而得到户变关系。将所提方法应用于模拟和真实数据中,均可证实所提方法的有效性。算例分析结果表明:该方法能够对时间间隔不同、不等维的序列进行分析,且不需要人为设定聚类算法的参数,户变关系识别准确率高。展开更多
为提升时间序列的聚类精度,提出一种融合优化可调Q因子小波变换的改进密度峰值聚类(improved density peaks clustering based on optimal tunable Q-factor wavelet transform,OTQWT-IDPC)算法,该算法利用可调Q因子小波变换的能量优化...为提升时间序列的聚类精度,提出一种融合优化可调Q因子小波变换的改进密度峰值聚类(improved density peaks clustering based on optimal tunable Q-factor wavelet transform,OTQWT-IDPC)算法,该算法利用可调Q因子小波变换的能量优化选择策略及改进粒子群优化算法确定的最佳Q因子分解时序信号,通过最优特征子带的能量、均值、标准差和模糊熵构建特征子空间,并采用主成分分析降低特征维度,以减少特征冗余。同时,考虑到距离较远而周围密集程度较大的K近邻样本对局部密度的贡献率,引入权重系数及K近邻重新定义DPC的局部密度,并利用共享最近邻描述样本间的相似性。在BONN癫痫脑电信号和CWRU滚动轴承数据集上进行对比实验,结果表明,该算法的聚类精度分别为95%、94%,且Jacarrd、FMI和F_(1)值指标均优于其他对比算法,证明了OTQWT-IDPC算法的有效性。展开更多
文摘针对谱聚类在尺度参数计算时需要人为设置近邻参数及聚类结果不稳定等问题,本文将初始类中心值和尺度参数作为决策变量,重点对谱聚类算法进行自适应优化与改进。首先,将样本邻域标准差的倒数作为度量样本局部密度的参数,与密度峰值思想相结合,设计了一种基于密度峰值的初始类中心决策值选择方法(initial class center decision value algorithm based on density peak,DP_KD),解决密度调整谱聚类中聚类结果不稳定的问题。其次,利用样本间的平均距离计算相应的邻域半径,并根据样本标准差自适应地求解每个样本的尺度参数,构造样本间的相似度矩阵,实现了近邻参数的自适应设置,解决尺度参数需要人为设置的问题。然后,基于优化后的初始类中心决策值和近邻参数方法,进一步调整高斯核函数,提出一种基于邻域标准差的密度调整谱聚类算法(density adjusted spectral clustering algorithm based on neighborhood standard deviation,DSSD),通过构建特征向量空间实现了密度谱聚类。最后,将提出的算法与其他聚类算法在多个数据集上进行了对比。结果表明,与其他谱聚类算法相比,本文提出的DSSD算法不仅具有更好的聚类效果,且聚类结果更加稳定,尤其是在类内密集且类间边缘明确的DIM512数据集中,DSSD算法可以正确地进行聚类分簇;在准确率、兰德系数和F-measure上较其他算法至少提升了0.0268、0.0136和0.0247,这表明DSSD算法不仅聚类效果较好且更适合大规模数据集的聚类分析。
文摘密度峰值聚类(clustering by fast search and find of density peaks,DPC)算法是一种基于密度的聚类算法,它可以发现任意形状和维度的类簇,是具有里程碑意义的聚类算法。然而,DPC算法的样本局部密度定义不适用于同时发现数据集的稠密簇和稀疏簇;此外,DPC算法的一步分配策略使得一旦有一个样本分配错误,将导致更多样本的错误分配,产生“多米诺骨牌效应”。针对这些问题,提出一种新的样本局部密度定义,采用局部标准差指数定义样本局部密度,克服DPC的密度定义缺陷;采用两步分配策略代替DPC的一步分配策略,克服DPC的“多米诺骨牌效应”,得到ESDTS-DPC算法。与DPC及其改进算法KNN-DPC、FKNN-DPC、DPC-CE和经典密度聚类算法DBSCAN的实验比较显示,提出的ESDTS-DPC算法具有更好的聚类准确性。
文摘为解决因排查效率低、数据更新不及时等因素导致低压配电网户变关系连接形式与实际不符的问题,提出一种基于角度分段线性近似(anglepiecewiselinearrepresentation,APLR)和改进密度峰值聚类(improved clustering by fast search find of density peaks,ICFSFDP)相结合的户变关系识别方法。首先,根据电压曲线中相邻线段的角度变化量提取曲线的转折点,利用APLR对曲线进行自适应降维重构;随后,使用ICFSFDP算法对降维数据组展开聚类分析,在决策图中由拟合函数与坐标轴围成面积的最小值得到最优类簇数目,进而得到聚类和非聚类中心用户;最后,使用动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离计算聚类和非聚类中心用户之间的距离相似度,进而得到户变关系。将所提方法应用于模拟和真实数据中,均可证实所提方法的有效性。算例分析结果表明:该方法能够对时间间隔不同、不等维的序列进行分析,且不需要人为设定聚类算法的参数,户变关系识别准确率高。
文摘为提升时间序列的聚类精度,提出一种融合优化可调Q因子小波变换的改进密度峰值聚类(improved density peaks clustering based on optimal tunable Q-factor wavelet transform,OTQWT-IDPC)算法,该算法利用可调Q因子小波变换的能量优化选择策略及改进粒子群优化算法确定的最佳Q因子分解时序信号,通过最优特征子带的能量、均值、标准差和模糊熵构建特征子空间,并采用主成分分析降低特征维度,以减少特征冗余。同时,考虑到距离较远而周围密集程度较大的K近邻样本对局部密度的贡献率,引入权重系数及K近邻重新定义DPC的局部密度,并利用共享最近邻描述样本间的相似性。在BONN癫痫脑电信号和CWRU滚动轴承数据集上进行对比实验,结果表明,该算法的聚类精度分别为95%、94%,且Jacarrd、FMI和F_(1)值指标均优于其他对比算法,证明了OTQWT-IDPC算法的有效性。
