• 제목/요약/키워드: Fuzzy C-Means Clustering

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Type-2 FCM 기반 퍼지 추론 시스템의 설계 및 최적화 (Design of Type-2 FCM-based Fuzzy Inference Systems and Its Optimization)

  • 박건준;김용갑;오성권
    • 전기학회논문지
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    • 제60권11호
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    • pp.2157-2164
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    • 2011
  • In this paper, we introduce a new category of fuzzy inference system based on Type-2 fuzzy c-means clustering algorithm (T2FCM-based FIS). The premise part of the rules of the proposed model is realized with the aid of the scatter partition of input space generated by Type-2 FCM clustering algorithm. The number of the partition of input space is composed of the number of clusters and the individual partitioned spaces describe the fuzzy rules. Due to these characteristics, we can alleviate the problem of the curse of dimensionality. The consequence part of the rule is represented by polynomial functions with interval sets. To determine the structure and estimate the values of the parameters of Type-2 FCM-based FIS we consider the successive tuning method with generation-based evolution by means of real-coded genetic algorithms. The proposed model is evaluated with the use of numerical experimentation.

Automatic Extraction of Blood Flow Area in Brachial Artery for Suspicious Hypertension Patients from Color Doppler Sonography with Fuzzy C-Means Clustering

  • Kim, Kwang Baek;Song, Doo Heon;Yun, Sang-Seok
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권4호
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    • pp.258-263
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    • 2018
  • Color Doppler sonography is a useful tool for examining blood flow and related indices. However, it should be done by well-trained operator, that is, operator subjectivity exists. In this paper, we propose an automatic blood flow area extraction method from brachial artery that would be an essential building block of computer aided color Doppler analyzer. Specifically, our concern is to examine hypertension suspicious (prehypertension) patients who might develop their symptoms to established hypertension in the future. The proposed method uses fuzzy C-means clustering as quantization engine with careful seeding of the number of clusters from histogram analysis. The experiment verifies that the proposed method is feasible in that the successful extraction rates are 96% (successful in 48 out of 50 test cases) and demonstrated better performance than K-means based method in specificity and sensitivity analysis but the proposed method should be further refined as the retrospective analysis pointed out.

병렬유전자 알고리즘을 기반으로한 퍼지 시스템의 동정 (Identification of Fuzzy System Driven to Parallel Genetic Algorithm)

  • 최정내;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.201-203
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    • 2007
  • The paper concerns the successive optimization for structure and parameters of fuzzy inference systems that is based on parallel Genetic Algorithms (PGA) and information data granulation (IG). PGA is multi, population based genetic algorithms, and it is used tu optimize structure and parameters of fuzzy model simultaneously, The granulation is realized with the aid of the C-means clustering. The concept of information granulation was applied to the fuzzy model in order to enhance the abilities of structural optimization. By doing that, we divide the input space to form the premise part of the fuzzy rules and the consequence part of each fuzzy rule is newly' organized based on center points of data group extracted by the C-Means clustering, It concerns the fuzzy model related parameters such as the number of input variables to be used in fuzzy model. a collection of specific subset of input variables, the number of membership functions according to used variables, and the polynomial type of the consequence part of fuzzy rules, The simultaneous optimization mechanism is explored. It can find optimal values related to structure and parameter of fuzzy model via PGA, the C-means clustering and standard least square method at once. A comparative analysis demonstrates that the Dnmosed algorithm is superior to the conventional methods.

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

  • 허경용;우영운;김광백
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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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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퍼지 클러스터링기반 신경회로망 패턴 분류기의 학습 방법 비교 분석 (Comparative Analysis of Learning Methods of Fuzzy Clustering-based Neural Network Pattern Classifier)

  • 김은후;오성권;김현기
    • 전기학회논문지
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    • 제65권9호
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    • pp.1541-1550
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    • 2016
  • In this paper, we introduce a novel learning methodology of fuzzy clustering-based neural network pattern classifier. Fuzzy clustering-based neural network pattern classifier depicts the patterns of given classes using fuzzy rules and categorizes the patterns on unseen data through fuzzy rules. Least squares estimator(LSE) or weighted least squares estimator(WLSE) is typically used in order to estimate the coefficients of polynomial function, but this study proposes a novel coefficient estimate method which includes advantages of the existing methods. The premise part of fuzzy rule depicts input space as "If" clause of fuzzy rule through fuzzy c-means(FCM) clustering, while the consequent part of fuzzy rule denotes output space through polynomial function such as linear, quadratic and their coefficients are estimated by the proposed local least squares estimator(LLSE)-based learning. In order to evaluate the performance of the proposed pattern classifier, the variety of machine learning data sets are exploited in experiments and through the comparative analysis of performance, it provides that the proposed LLSE-based learning method is preferable when compared with the other learning methods conventionally used in previous literature.

퍼지 클러스터링의 베이지안 검증 방법을 이용한 발아효모 세포주기 발현 데이타의 분석 (Analysis of Saccharomyces Cell Cycle Expression Data using Bayesian Validation of Fuzzy Clustering)

  • 유시호;원홍희;조성배
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제31권12호
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    • pp.1591-1601
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    • 2004
  • 유전자를 분석하는 방법 중 하나인 클러스터링은 비슷한 기능을 가진 유전자들을 집단화시켜서 유전자 집단의 기능을 분석하는데 이용되고 있다. 유전자들은 다양한 functional family에 속할 수 있기 때문에 각 유전자의 클러스터를 하나로 결정짓는 기존의 클러스터링 방법보다 퍼지 클러스터링 방법이 유전자 클러스터링에 더 적합하다. 본 논문에서는 피지 클러스터 결과를 효과적으로 검증할 수 있는 베이지안 검증 방법을 제안한다. 베이지안 검증 방법은 확률기반의 방법으로 주어진 데이타에 대해 가장 큰 사후확률을 가진 클러스터 분할을 선택한다. 먼저 본 논문에서 제안하는 베이지안 검증 방법과 기존의 대표적인 4가지 퍼지 클러스터 검증 방법들을 4가지 데이타에 대해 퍼지 c-means알고리즘을 대상으로 비교 평가한다. 그리고 발아효모 세포주기 발현 데이타를 클러스터링한 후, 제안하는 방법으로 그 결과를 검증하여 분석한다.

퍼지 Clustering 알고리즘을 이용한 휘발성 화학물질의 분류 (Classification of Volatile Chemicals using Fuzzy Clustering Algorithm)

  • 변형기;김갑일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1042-1044
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    • 1996
  • The use of fuzzy theory in task of pattern recognition may be applicable gases and odours classification and recognition. This paper reports results obtained from fuzzy c-means algorithms to patterns generated by odour sensing system using an array of conducting polymer sensors, for volatile chemicals. For the volatile chemicals clustering problem, the three unsupervise fuzzy c-means algorithms were applied. From among the pattern clustering methods, the FCMAW algorithm, which updated the cluster centres more frequently, consistently outperformed. It has been confirmed as an outstanding clustering algorithm throughout experimental trials.

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

  • 퉁 투룽;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.49-57
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    • 2012
  • FCM(fuzzy c-means)은 일반적으로 영상 분할에서 좋은 성능을 보인다. 하지만 공간 정보를 사용하지 않는 일반적인 FCM 알고리즘은 낮은 대비의 영상, 경계선이 뚜렷하지 않은 영상, 잡음이 포함된 영상의 분할에는 좋지 않은 성능을 보인다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 3x3 크기의 윈도우를 이용하여 윈도우 내의 중심 픽셀과 주변 픽셀간의 거리 정보를 소속 함수에 추가한 개선된 공간적 퍼지 클러스터링 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서는 분할 계수, 분할 엔트로피, Xie-Bdni 함수와 같은 클러스터링 검증 함수를 이용하여 FCM 기반의 다양한 클러스터링 알고리즘과 제안한 알고리즘과의 성능을 비교하였다. 성능 평가 결과 제안한 알고리즘이 기존의 FCM기반의 클러스터링 알고리즘보다 클러스터링 검증 함수에서 성능이 우수함을 확인 할 수 있었다.

퍼지추론 방법에 의한 퍼지동정과 하수처리공정시스템 응용 (Fuzzy Identification by means of Fuzzy Inference Method and Its Application to Wate Water Treatment System)

  • 오성권;주영훈;남위석;우광방
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권6호
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    • pp.43-52
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    • 1994
  • A design method of rule-based fuzzy modeling is presented for the model identification of complex and nonlinear systems. The proposed rule-based fuzzy modeling implements system structure and parameter identification in the efficient form of ``IF....,THEN...', using the theories of optimization theory , linguistic fuzzy implication rules and fuzzy c-means clustering. Three kinds of method for fuzzy modeling presented in this paper include simplified inference (type I), linear inference (type 2), and modified linear inference (type 3). In order to identify premise structure and parameter of fuzzy implication rules, fuzzy c- means clustering and modified complex method are used respectively and the least sequare method is utilized for the identification of optimum consequence parameters. Time series data for gas furance and those for sewage treatment process are used to evaluate the performance of the proposed rule-based fuzzy modeling. Comparison shows that the proposed method can produce the fuzzy model with higher accuracy than previous other studies.

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노이즈에 강한 밀도를 이용한 Fuzzy C-means 클러스터링 알고리즘 (Noise resistant density based Fuzzy C-means Clustering Algorithm)

  • 고정원;최병인;이정훈
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제2호
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    • pp.211-214
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    • 2006
  • Fuzzy C-Means(FCM) 알고리즘은 probabilitic 멤버쉽을 사용하는 클러스터링 방법으로서 널리 쓰이고 있다. 하지만 이 방법은 노이즈에 대하여 민감한 성질을 가진다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 노이즈에 민감한 성질을 보완하기 위해서 데이터의 밀도추정을 이용하여 새로운 FCM 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 FCM과 비슷한 성능의 클러스터링 수행이 가능하며, 노이즈가 포함된 데이터에서는 FCM보다 더 나은 성능을 보여준다.

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