• Title/Summary/Keyword: 퍼지 c-Means

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A fuzzy cluster validity index for the evaluation of Fuzzy C-Means algorithm (최적 클러스터 분할을 위한 FCM 평가 인덱스)

  • 김대원;이광현
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2003.04c
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    • pp.374-376
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    • 2003
  • 본 논문에서는 Fussy C-Means (FCM) 알고리즘에 의해 계산된 퍼지 클러스터들에 대한 평가 인덱스를 제안한다. 제안된 인덱스는 퍼지 클러스터들간의 인접성(inter-cluster proximity)을 이용한다. 클러스터 인접성을 도입함으로써 클러스터간의 중첩 정도를 계산할 수 있다. 따라서, 인접성 값이 낮을수록 클러스터들은 공간에 잘 분포하게 됨을 알 수 있다. 다양한 데이터 집합에 대한 실험을 통해서 제안된 인덱스의 효율성과 신뢰성을 검증하였다.

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Analysis of Gene Expression Data Using Gath-Geva Algorithm (Gath-Geva 알고리즘을 이용한 유전자 발현 데이터의 분석)

  • 박한샘;유시호;조성배
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.04b
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    • pp.253-255
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    • 2004
  • 다량의 유전자 발현 정보를 담고 있는 DNA 마이크로어레이 기술의 발달로 인해 대량의 생물정보를 한번의 실험을 통해 분석할 수 있게 되었다. 유전자 발현 데이터를 분석하는 방법 중 하나인 클러스터링은 비슷한 기능을 가진 유전자들을 그룹별로 묶어서 그룹 레의 유전자들의 기능을 밝히거나 미지의 유전자를 분석하는데 이용되고 있다 본 논문에서는 유전자 발현 데이터를 클러스터링 하여 그로부터 유전 정보를 찾아내기 위한 방법으로 GG (Gath-Geva) 알고리즘을 제시한다. 퍼지 클러스터링 알고리즘중 하나인 GG 알고리즘은 대표적인 퍼지 클러스터링 방법인 퍼지 c-means 와 GK (Gustafson-Kessel) 알고리즘을 개선한 것으로. 차원이 크고 분포가 애매하여 클러스터링이 어려운 유전자 발현 데이터의 클러스터링에 적합한 알고리즘이다. 혈청(Serum) 유전자 데이터와 효모(Yeast) 세포주기 데이터를 CG 알고리즘 이용해 클러스터링 해 보고, 그 결과를 퍼지 c-means 알고리즘, GK알고리즘과 비교해 본 결과, GG 알고리즘이 유전자 발현 데이터의 클러스터링에 더 적합함을 확인하였다.

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Audio Segmentation and Classification Using Support Vector Machine and Fuzzy C-Means Clustering Techniques (서포트 벡터 머신과 퍼지 클러스터링 기법을 이용한 오디오 분할 및 분류)

  • Nguyen, Ngoc;Kang, Myeong-Su;Kim, Cheol-Hong;Kim, Jong-Myon
    • The KIPS Transactions:PartB
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    • v.19B no.1
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • The rapid increase of information imposes new demands of content management. The purpose of automatic audio segmentation and classification is to meet the rising need for efficient content management. With this reason, this paper proposes a high-accuracy algorithm that segments audio signals and classifies them into different classes such as speech, music, silence, and environment sounds. The proposed algorithm utilizes support vector machine (SVM) to detect audio-cuts, which are boundaries between different kinds of sounds using the parameter sequence. We then extract feature vectors that are composed of statistical data and they are used as an input of fuzzy c-means (FCM) classifier to partition audio-segments into different classes. To evaluate segmentation and classification performance of the proposed SVM-FCM based algorithm, we consider precision and recall rates for segmentation and classification accuracy for classification. Furthermore, we compare the proposed algorithm with other methods including binary and FCM classifiers in terms of segmentation performance. Experimental results show that the proposed algorithm outperforms other methods in both precision and recall rates.

Classification of Music Data using Fuzzy c-Means with Divergence Kernel (분산커널 기반의 퍼지 c-평균을 이용한 음악 데이터의 장르 분류)

  • Park, Dong-Chul
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.46 no.3
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • An approach for the classification of music genres using a Fuzzy c-Means(FcM) with divergence-based kernel is proposed and presented in this paper. The proposed model utilizes the mean and covariance information of feature vectors extracted from music data and modelled by Gaussian Probability Density Function (GPDF). Furthermore, since the classifier utilizes a kernel method that can convert a complicated nonlinear classification boundary to a simpler linear one, he classifier can improve its classification accuracy over conventional algorithms. Experiments and results on collected music data sets demonstrate hat the proposed classification scheme outperforms conventional algorithms including FcM and SOM 17.73%-21.84% on average in terms of classification accuracy.

Fuzzy Inference Systems Based on FCM Clustering Algorithm for Nonlinear Process (비선형 공정을 위한 FCM 클러스터링 알고리즘 기반 퍼지 추론 시스템)

  • Park, Keon-Jun;Kang, Hyung-Kil;Kim, Yong-Kab
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.5 no.4
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    • pp.224-231
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    • 2012
  • In this paper, we introduce a fuzzy inference systems based on fuzzy c-means clustering algorithm for fuzzy modeling of nonlinear process. Typically, the generation of fuzzy rules for nonlinear processes have the problem that the number of fuzzy rules exponentially increases. To solve this problem, the fuzzy rules of fuzzy model are generated by partitioning the input space in the scatter form using FCM clustering algorithm. The premise parameters of the fuzzy rules are determined by membership matrix by means of FCM clustering algorithm. The consequence part of the rules is expressed in the form of polynomial functions and the coefficient parameters of each rule are determined by the standard least-squares method. And lastly, we evaluate the performance and the nonlinear characteristics using the data widely used in nonlinear process.

An Enhanced Spatial Fuzzy C-Means Algorithm for Image Segmentation (영상 분할을 위한 개선된 공간적 퍼지 클러스터링 알고리즘)

  • Truong, Tung X.;Kim, Jong-Myon
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.17 no.2
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    • pp.49-57
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    • 2012
  • Conventional fuzzy c-means (FCM) algorithms have achieved a good clustering performance. However, they do not fully utilize the spatial information in the image and this results in lower clustering performance for images that have low contrast, vague boundaries, and noises. To overcome this issue, we propose an enhanced spatial fuzzy c-means (ESFCM) algorithm that takes into account the influence of neighboring pixels on the center pixel by assigning weights to the neighbors in a $3{\times}3$ square window. To evaluate between the proposed ESFCM and various FCM based segmentation algorithms, we utilized clustering validity functions such as partition coefficient ($V_{pc}$), partition entropy ($V_{pe}$), and Xie-Bdni function ($V_{xb}$). Experimental results show that the proposed ESFCM outperforms other FCM based algorithms in terms of clustering validity functions.

An Extension of Possibilistic Fuzzy C-means using Regularization (Regularization을 이용한 Possibilistic Fuzzy C-means의 확장)

  • Heo, Gyeong-Yong;NamKoong, Young-Hwan;Kim, Seong-Hoon
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.15 no.1
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    • pp.43-50
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    • 2010
  • Fuzzy c-means (FCM) and possibilistic c-means (PCM) are the two most well-known clustering algorithms in fuzzy clustering area, and have been applied in many applications in their original or modified forms. However, FCM's noise sensitivity problem and PCM's overlapping cluster problem are also well known. Recently there have been several attempts to combine both of them to mitigate the problems and possibilistic fuzzy c-means (PFCM) showed promising results. In this paper, we proposed a modified PFCM using regularization to reduce noise sensitivity in PFCM further. Regularization is a well-known technique to make a solution space smooth and an algorithm noise insensitive. The proposed algorithm, PFCM with regularization (PFCM-R), can take advantage of regularization and further reduce the effect of noise. Experimental results are given and show that the proposed method is better than the existing methods in noisy conditions.

Design of Fuzzy Neural Networks Based on Fuzzy Clustering and Its Application (퍼지 클러스터링 기반 퍼지뉴럴네트워크 설계 및 적용)

  • Park, Keon-Jun;Lee, Dong-Yoon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.1
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    • pp.378-384
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    • 2013
  • In this paper, we propose the fuzzy neural networks based on fuzzy c-means clustering algorithm. Typically, the generation of fuzzy rules have the problem that the number of fuzzy rules exponentially increases when the dimension increases. To solve this problem, the fuzzy rules of the proposed networks are generated by partitioning the input space in the scatter form using FCM clustering algorithm. The premise parameters of the fuzzy rules are determined by membership matrix by means of FCM clustering algorithm. The consequence part of the rules is expressed in the form of polynomial functions and the learning of fuzzy neural networks is realized by adjusting connections of the neurons, and it follows a back-propagation algorithm. The proposed networks are evaluated through the application to nonlinear process.

Extension of the Possibilistic Fuzzy C-Means Clustering Algorithm (Possibilistic Fuzzy C-Means 클러스터링 알고리즘의 확장)

  • Heo, Gyeong-Yong;U, Yeong-Un;Kim, Gwang-Baek
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.423-426
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    • 2007
  • 클러스터링은 주어진 데이터 포인트들을 주어진 개수의 그룹으로 나누는 비지도 학습의 한 방법이다. 클러스터링의 방법 중 하나로 널리 알려진 퍼지 클러스터링은 하나의 포인트가 모든 클러스터에 서로 다른 정도로 소속될 수 있도록 함으로써 각 포인트가 하나의 클러스터에만 속할 수 있도록 하는 K-means와 같은 방법에 비해 자연스러운 클러스터 형태의 유추가 가능하고, 잡음에 강한 장점이 있다. 이 논문에서는 기존의 퍼지 클러스터링 방법 중 소속도(membership)와 전형성(typicality)을 동시에 계산해 낼 수 있는 Possibilistic Fuzzy C-Means (PFCM) 방법에 Gath-Geva (GG)의 방법 을 적용하여 PFCM을 확장한다. 제안한 방법은 PFCM의 장점을 그대로 가지면서도, GG의 거리 척도에 의해 클러스터들 사이의 경계를 강조함으로써 분류 목적에 적합한 소속도를 계산할 수 있으며, 전형성은 가우스 형태의 분포에서 생성된 포인트들의 분포 함수를 정확하게 모사함으로써 확률 밀도 추정의 방법으로도 사용될 수 있다. 또한 GG 방법은 Gustafson-Kessel 방법과 달리 클러스터에 포함된 포인트의 개수가 확연히 차이 나는 경우에도 정확한 결과를 얻을 수 있다는 사실을 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다.

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Integrating Classification Method using PCM Algorithm and Bayesian Method (PCM 알고리즘과 베이시안 분류의 통합기법)

  • 전영준;김진일
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.10b
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    • pp.790-792
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    • 2004
  • 본 논문은 PCM(Possibilistic C-Means) 알고리즘과 베이시안 분류 알고리즘을 통합한 고해상도 위성영상의 효과적인 분류방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 학습데이터를 참고로 하여 PCM 알고리즘을 반복적인 과정 없이 수행한다. 각 분류항목별로 분류된 데이터에서 평균내부거리 내부에 해당되는 데이터들을 선정하여 각 항목별 비율을 구한 후 베이시안 분류기법의 사전확률로 적용하여 분류를 수행한다 PCM 알고리즘은 각 데이터와 특정 클러스터와의 거리에 소속도를 부여하는 퍼지 C-Means 알고리즘과 달리 소속도를 각 데이터와 클러스터 중심간의 절대거리에 의존하는 방법으로 퍼지 C-Means 알고리즘이 가지는 상대성 문제를 해결하였다. 제안된 분류 기법을 고해상도 다중분광 데이터인 IKONOS 위성영상에 적용하여 분류를 수행한 후 최대우도 분류기법과 비교한다.

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