Abstract
Cluster analysis is based on partitioning a collection of data points into a number of clusters, where the data
points in side a cluster have a certain degree of similarity and it is a fundamental process of data analysis. So, it
has been playing an important role in solving many problems in pattern recognition and image processing. For
these many clustering algorithms depending on distance criteria have been developed and fuzzy set theory has been
introduced to reflect the description of real data, where boundaries might be fuzzy. If fuzzy cluster analysis is tomake a significant contribution to engineering applications, much more attention must be paid to fundamental
questions of cluster validity problem which is how well it has identified the structure that is present in the data.
Several validity functionals such as partition coefficient, claasification entropy and proportion exponent, have been
used for measuring validity mathematically. But the issue of cluster validity involves complex aspects, it is difficult
to measure it with one measuring function as the conventional study. In this paper, we propose four performance
indices and the way to measure the quality of clustering formed by given learning strategy.
클러스터링은 주어진 데이타 집합의 패턴을 비슷한 성질을 가지는 그룹으로 나누어 패턴 상호간의 관계를 정립하기 위한 방법론이다. 이러한 클러스터링 기법을 위하여 많은 알고리즘이 개발되었고, 패턴인식과 영상처리 등의 여러 공학영역에 적용되어 왔다. 대부분의 실세계 데이타는 그 경계가 명확하지 않으므로 그 특성을 보다 정확히 반영하기 위하여 퍼지이론이 도입되었다.이와 같은 클러스터 분석 방법은 보다 적절히 으용하기 위하여 클러스터링의 적절성을 평가하기 위한 방법론과 함께 연구되어야 한다. 이를 위하여 각 데이타 패턴이 얼마나 잘 분류되었는지를 수학적으로 계산하기 위한 함수들이 제안되었다. 그러나 클로스터 타당성 문제는 주어지 클러스터링 방법론의 특성, 그 알고리즘에서 사용한 파라메터의 성질, 주어진 입력 데이타 집합의 특성 등 여러 복잡한 상황을 포함하고 있으므로 기존의 연구에서와 같이 하나의 함수를 이용하여 해결하기는 어렵다. 그러므로 본 논문에서는 기존에 연구되어온 타당성 측정 함수를 조사하고 그의 단점을 고찰하여 이를 해결하기 위한 방법으로 4가지성능 측정자를 제안하고 이의 결합에 의하여 형성된 클러스터 타당성의 정도를 구하는 방법론을 제시하고자 한다. 또한 이러한 방법은 퍼지 클러스터링을 위한 학습 알고리즘과 결함하여 클러스터의 수나 데이타의 분포에 대한 정보없이 최적 클러스터를 찾아주는 방법에 응용될 수 있음을 보인다.
