• 제목/요약/키워드: Fuzzy c-Means Clustering

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Information Granulation-based Fuzzy Inference Systems by Means of Genetic Optimization and Polynomial Fuzzy Inference Method

  • Park Keon-Jun;Lee Young-Il;Oh Sung-Kwun
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제5권3호
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    • pp.253-258
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    • 2005
  • In this study, we introduce a new category of fuzzy inference systems based on information granulation to carry out the model identification of complex and nonlinear systems. Informal speaking, information granules are viewed as linked collections of objects (data, in particular) drawn together by the criteria of proximity, similarity, or functionality. To identify the structure of fuzzy rules we use genetic algorithms (GAs). Granulation of information with the aid of Hard C-Means (HCM) clustering algorithm help determine the initial parameters of fuzzy model such as the initial apexes of the membership functions and the initial values of polynomial functions being used in the premise and consequence part of the fuzzy rules. And the initial parameters are tuned effectively with the aid of the genetic algorithms and the least square method (LSM). The proposed model is contrasted with the performance of the conventional fuzzy models in the literature.

위험기계의 자동화를 위한 2차원 영상의 군집화 기법 비교 연구 (Comparision of Clustering Methods in 2D Image for the Atomstion of Dangerous Machine)

  • 이지용;이병곤
    • 한국안전학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.39-45
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    • 1996
  • In this study, clustering of black BADUK stones' image were performed to recognize the individual stone from its closely spaced and partially occluded Image. And the clustering perfomance was compared between the classical methods and fuzzy C-means method. As a result, 2 BADUK stones' image was segmented precisely in every methods, but more than 3 stones the segmentation was depended on its shape. Fuzzy C-means method could be segmented correctly to 4 stones regardless of its shape, and It could be applied to the unknown number of clusters.

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Mobile User Interface Pattern Clustering Using Improved Semi-Supervised Kernel Fuzzy Clustering Method

  • Jia, Wei;Hua, Qingyi;Zhang, Minjun;Chen, Rui;Ji, Xiang;Wang, Bo
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제15권4호
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    • pp.986-1016
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    • 2019
  • Mobile user interface pattern (MUIP) is a kind of structured representation of interaction design knowledge. Several studies have suggested that MUIPs are a proven solution for recurring mobile interface design problems. To facilitate MUIP selection, an effective clustering method is required to discover hidden knowledge of pattern data set. In this paper, we employ the semi-supervised kernel fuzzy c-means clustering (SSKFCM) method to cluster MUIP data. In order to improve the performance of clustering, clustering parameters are optimized by utilizing the global optimization capability of particle swarm optimization (PSO) algorithm. Since the PSO algorithm is easily trapped in local optima, a novel PSO algorithm is presented in this paper. It combines an improved intuitionistic fuzzy entropy measure and a new population search strategy to enhance the population search capability and accelerate the convergence speed. Experimental results show the effectiveness and superiority of the proposed clustering method.

적응적 Multiple Kernels을 이용한 Interval Type-2 Possibilistic Fuzzy C-Means 방법 (A Novel Approach towards use of Adaptive Multiple Kernels in Interval Type-2 Possibilistic Fuzzy C-Means)

  • 주원희;이정훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.529-535
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    • 2014
  • 본 논문에서는 interval type-2 possibilistic fuzzy C-means(IT2PFCM) 클러스터링 방법에 multiple Gaussian kernels을 기반으로 한 possibilistic fuzzy C-means multiple kernels(PFCM-MK) 알고리즘을 결합하여 적응적인 하이브리드 클러스터링 방법인 multiple kernels interval type-2 possibilistic fuzzy C-means(IT2PFCM-MK) 방법을 제안 하였다. 일반적으로 possibilistic fuzzy C-means(PFCM) 알고리즘은 fuzzy C-means(FCM) 알고리즘의 단점인 노이즈 민감성 및 특이점 문제와 알고리즘 초기 클러스터의 Prototype에 따라 위치가 겹치는 문제를 해결하기 위해 제안 되었다. 하지만 이 방법 역시 퍼지화 파라미터 값에 따라 위와 같은 문제를 여전히 가지고 있기 때문에 이와 같은 문제를 보완하기 위해 interval type-2 퍼지 접근 방법을 이용 하는 interval type-2 possibilistic fuzzy C-means(IT2PFCM) 알고리즘을 제안 하였다. 또한 multiple kernels 함수를 interval type-2 possibilistic fuzzy C-means(IT2PFCM) 알고리즘에 적용하여 분류하기 복잡한 형태의 데이터와 노이즈가 있는 데이터에 대하여 보다 정확하고, 향상된 클러스터링을 수행할 수 있다.

Fuzzy c-means의 문제점 및 해결 방안 (Problems in Fuzzy c-means and Its Possible Solutions)

  • 허경용;서진석;이임건
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.39-46
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    • 2011
  • 클러스터링은 주어진 데이터 집합을 균일한 특성을 가지는 몇 개의 그룹으로 묶는 대표적인 비교사 학습 방법 중 하나로 지금까지 다양한 형태의 알고리듬이 개발되어 다양한 응용 분야에서 사용되어 왔다. 이 중 fuzzy c-means (FCM)는 분할 기반의 클러스터링 기법에 속하는 알고리듬으로 1970년대에 정립된 이후 지금까지 사용되고 있는 대표적인 클러스터링 알고리듬 중의 하나이다. 하지만 FCM에는 여러 가지 문제점이 있으며 이를 해결하기 위해 지금까지도 다양한 FCM의 변형이 제안되고 있다. 이 논문에서는 먼저 FCM의 문제점을 살펴보고 이를 해결하기 위해 제안된 방법들을 통해 연구 방향을 제시하고자 한다. FCM의 문제점을 해결하고자 하는 대부분의 FCM 변형은 주어진 문제 영역의 지식을 활용하고 있다. 하지만 이 논문에서는 문제 영역을 한정하지 않고 모든 문제에 적용할 수 있는 일반적인 방안을 제시하는데 초점을 둔다. 제시하는 방안은 앞으로 더 많은 연구가 필요하지만 클러스터링을 연구하고자 하는 이들에게 최근의 연구 동향과 더불어 출발점을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

학습시간을 개선한 Fuzzy c-means 알고리즘 (The Enhancement of Learning Time in Fuzzy c-means algorithm)

  • 김형철;조제황
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2001년도 하계 학술대회 논문집(KISPS SUMMER CONFERENCE 2001
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    • pp.113-116
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    • 2001
  • The conventional K-means algorithm is widely used in vector quantizer design and clustering analysis. Recently modified K-means algorithm has been proposed where the codevector updating step is as fallows: new codevector = current codevector + scale factor (new centroid - current codevector). This algorithm uses a fixed value for the scale factor. In this paper, we propose a new algorithm for the enhancement of learning time in fuzzy c-means a1gorithm. Experimental results show that the proposed method produces codebooks about 5 to 6 times faster than the conventional K-means algorithm with almost the same Performance.

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낮은 신호 대 잡음비 환경에서의 퍼지 소속도 천이 C-means 클러스터링을 이용한 음성구간 검출 알고리즘 (Voice Activity Detection Algorithm using Fuzzy Membership Shifted C-means Clustering in Low SNR Environment)

  • 이기현;이윤정;조진호;김명남
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.312-323
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    • 2014
  • 음성구간 검출은 음성과 잡음이 섞인 신호에서 음성과 잡음이 섞인 신호에서 음성구간을 찾는 과정으로 잡음제거나 음성 향상을 위한 신호처리에서 매우 중요한 과정이다. 지금까지 음성구간 검출에 관한 많은 연구가 있었지만, 낮은 신호 대 잡음비 환경에서 문장형태의 음성신호에 대해서는 좋은 성능을 보이지 못하였다. 본 논문에서는 신호의 엔트로피를 이용한 초기 VAD과정을 거친 후, 퍼지 소속도 천이 c-means 클러스터링 방법을 이용해 주 VAD과정을 거치는 새로운 VAD알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능을 비교 평가하기 위하여 백색잡음의 다양한 신호 대 잡음비 환경에서 실험을 수행하였으며 실험결과, 제안한 방법의 우수한 성능을 확인할 수 있었다.

Switching Regression Analysis via Fuzzy LS-SVM

  • Hwang, Chang-Ha
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제17권2호
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    • pp.609-617
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    • 2006
  • A new fuzzy c-regression algorithm for switching regression analysis is presented, which combines fuzzy c-means clustering and least squares support vector machine. This algorithm can detect outliers in switching regression models while yielding the simultaneous estimates of the associated parameters together with a fuzzy c-partitions of data. It can be employed for the model-free nonlinear regression which does not assume the underlying form of the regression function. We illustrate the new approach with some numerical examples that show how it can be used to fit switching regression models to almost all types of mixed data.

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

  • 박건준;강형길;김용갑
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.224-231
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    • 2012
  • 본 논문에서는 비선형 공정을 퍼지 모델링하기 위해 FCM 클러스터링 알고리즘을 기반으로 하는 퍼지 추론 시스템을 소개한다. 비선형 공정에 대한 퍼지 규칙의 생성은 일반적으로 차원이 증가할수록 규칙의 수가 지수적으로 증가하는 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해, FCM 클러스터링 알고리즘을 이용하여 입력 공간을 분산 형태로 분할함으로써 퍼지 모델의 규칙을 생성한다. 퍼지 규칙의 전반부 파라미터는 FCM 클러스터링 알고리즘에 의한 소속행렬로 결정된다. 퍼지 규칙의 후반부는 다항식 함수의 형태로 표현되며, 각 규칙의 후반부 파라미터들은 표준 최소자승법에 의해 동정된다. 마지막으로, 비선형 공정의 특성 및 성능을 평가하기 위하여 비선형 공정으로는 널리 이용되는 데이터를 이용한다.

FCM기반 퍼지추론 시스템의 구조 설계: WLSE 및 LSE의 비교 연구 (Structural Design of FCM-based Fuzzy Inference System : A Comparative Study of WLSE and LSE)

  • 김욱동;오성권;김현기
    • 전기학회논문지
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    • 제59권5호
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    • pp.981-989
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    • 2010
  • In this study, we introduce a new architecture of fuzzy inference system. In the fuzzy inference system, we use Fuzzy C-Means clustering algorithm to form the premise part of the rules. The membership functions standing in the premise part of fuzzy rules do not assume any explicit functional forms, but for any input the resulting activation levels of such radial basis functions directly depend upon the distance between data points by means of the Fuzzy C-Means clustering. As the consequent part of fuzzy rules of the fuzzy inference system (being the local model representing input output relation in the corresponding sub-space), four types of polynomial are considered, namely constant, linear, quadratic and modified quadratic. This offers a significant level of design flexibility as each rule could come with a different type of the local model in its consequence. Either the Least Square Estimator (LSE) or the weighted Least Square Estimator (WLSE)-based learning is exploited to estimate the coefficients of the consequent polynomial of fuzzy rules. In fuzzy modeling, complexity and interpretability (or simplicity) as well as accuracy of the obtained model are essential design criteria. The performance of the fuzzy inference system is directly affected by some parameters such as e.g., the fuzzification coefficient used in the FCM, the number of rules(clusters) and the order of polynomial in the consequent part of the rules. Accordingly we can obtain preferred model structure through an adjustment of such parameters of the fuzzy inference system. Moreover the comparative experimental study between WLSE and LSE is analyzed according to the change of the number of clusters(rules) as well as polynomial type. The superiority of the proposed model is illustrated and also demonstrated with the use of Automobile Miles per Gallon(MPG), Boston housing called Machine Learning dataset, and Mackey-glass time series dataset.