In many cases of cluster analysis we are forced to perform clustering without any prior knowledge on the number of clusters. But in some clustering methods such as k-means algorithm it is required to provide the number of clusters beforehand. In this study, we focus on the problem to determine the number of clusters in the given data. We follow the 2 stage approach of ASA clustering algorithm and mainly try to improve the performance of the first stage of the algorithm. We verify the usefulness of the method by applying it for various kinds of simulated data. Also, we apply the method for clustering two kinds of real life qualitative data.
Data clustering determines a group of patterns using similarity measure in a dataset and is one of the most important and difficult technique in data mining. Clustering can be formally considered as a particular kind of NP-hard grouping problem. K-means algorithm which is popular and efficient, is sensitive for initialization and has the possibility to be stuck in local optimum because of hill climbing clustering method. This method is also not computationally feasible in practice, especially for large datasets and large number of clusters. Therefore, we need a robust and efficient clustering algorithm to find the global optimum (not local optimum) especially when much data is collected from many IoT (Internet of Things) devices in these days. The objective of this paper is to propose new Hybrid Simulated Annealing (HSA) which is combined simulated annealing with K-means for non-hierarchical clustering of big data. Simulated annealing (SA) is useful for diversified search in large search space and K-means is useful for converged search in predetermined search space. Our proposed method can balance the intensification and diversification to find the global optimal solution in big data clustering. The performance of HSA is validated using Iris, Wine, Glass, and Vowel UCI machine learning repository datasets comparing to previous studies by experiment and analysis. Our proposed KSAK (K-means+SA+K-means) and SAK (SA+K-means) are better than KSA(K-means+SA), SA, and K-means in our simulations. Our method has significantly improved accuracy and efficiency to find the global optimal data clustering solution for complex, real time, and costly data mining process.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제11권3호
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pp.178-183
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2011
The deterministic annealing-based clustering algorithm is an EM-based algorithm which behaves like simulated annealing method, yet less sensitive to the initialization of parameters. Pairwise clustering is a kind of clustering technique to perform clustering with inter-entity distance information but not enforcing to have detailed attribute information. The pairwise deterministic annealing-based clustering algorithm repeatedly alternates the steps of estimation of mean-fields and the update of membership degrees of data objects to clusters until termination condition holds. Lacking of attribute value information, pairwise clustering algorithms do not explicitly determine the centroids or medoids of clusters in the course of clustering process or at the end of the process. This paper proposes a method to identify the medoids as the centers of formed clusters for the pairwise deterministic annealing-based clustering algorithm. Experimental results show that the proposed method locate meaningful medoids.
Clustering methods essentially take a two-step approach; extracting feature vectors for dimensionality reduction and then employing clustering algorithm on the extracted feature vectors. However, for clustering images, the traditional clustering methods such as stacked auto-encoder based k-means are not effective since they tend to ignore the local information. In this paper, we propose a method first to effectively reduce data dimensionality using convolutional auto-encoder to capture and reflect the local information and then to accurately cluster similar data samples by using a hierarchical clustering approach. The experimental results confirm that the clustering results are improved by using the proposed model in terms of clustering accuracy and normalized mutual information.
한국지능정보시스템학회 2001년도 The Pacific Aisan Confrence On Intelligent Systems 2001
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pp.464-469
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2001
CRM(Customer Relationship Management : CRM) is an advanced marketing supporting system which analyze customers\` transaction data and classify or target customer groups to effectively increase market share and profit. Many engines were developed to implements the function and those for classification and clustering are considered core ones. In this study, an improved clustering method based on SOM(Self-Organizing Maps : SOM) is proposed. The proposed clustering method finds the optimal number of clusters so that the effectiveness of clustering is increased. It considers all the data types existing in CRM data warehouses. In particular, and adaptive algorithm where the concepts of degeneration and fusion are applied to find optimal number of clusters. The feasibility and efficiency of the proposed method are demonstrated through simulation with simplified data of customers.
K-평균 클러스터링은 매우 널리 사용되고 있으나 유사도가 구면체 또는 타원체로 정의되어 각 클러스터가 볼록 집합 형태인 자료에는 좋은 결과를 주지만 그렇지 않은 경우에는 매우 형편 없는 결과를 나타낸다. 스펙트럴 클러스터링은 K-평균 클러스터링의 단점을 잘 보완해 줄 뿐아니라 여러 형태의 자료나 고차원 자료 등에 대해서도 좋은 결과를 나타내서 최근 인공 신경망 모형에 많이 이용되고 있다. 하지만, 개선되어야 할 단점도 여전히 많다. 본 논문에서는 스펙트럴 클러스터링에 대해 알기 쉽게 소개하고, 클러스터 갯수의 추정, 척도모수의 추정, 고차원 자료의 차원 축소 등 스펙트럴 클러스터링에 대한 최근의 연구 동향을 소개한다.
Gene expression data are the quantitative measurements of expression levels and ratios of numberous genes in different situations based on microarray image analysis results. The process to draw meaningful information related to genomic diseases and various biological activities from gene expression data is known as gene expression data analysis. In this paper, we present a hierarchical clustering method of gene expression data based on self organizing map which can analyze the clustering result of gene expression data more efficiently. Using our proposed method, we could eliminate the uncertainty of cluster boundary which is the inherited disadvantage of self organizing map and use the visualization function of hierarchical clustering. And, we could process massive data using fast processing speed of self organizing map and interpret the clustering result of self organizing map more efficiently and user-friendly. To verify the efficiency of our proposed algorithm, we performed tests with following 3 data sets, animal feature data set, yeast gene expression data and leukemia gene expression data set. The result demonstrated the feasibility and utility of the proposed clustering algorithm.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제14권4호
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pp.853-861
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2003
An improved K-means document clustering method has been presented, where a concept vector is manipulated for each cluster on the basis of cosine similarity of text documents. The concept vectors are unit vectors that have been normalized on the n-dimensional sphere. Because the standard K-means method is sensitive to initial starting condition, our improvement focused on starting condition for estimating the modes of a distribution. The improved K-means clustering algorithm has been applied to a set of text documents, called Classic3, to test and prove efficiency and correctness of clustering result, and showed 7% improvements in its worst case.
가스 저장$\cdot$ 공급 시설을 포함한 화학공정에서 측정된 데이터를 효과적으로 이용하기 위하여 정보의 손실의 최소화하면서 데이터를 압축하여 저장하고 재생할 수 있는 방법에 대한 연구가 진행되어 왔다 기존에 제안되었던 데이터 압축 저장 방법들의 단점을 극복하기 위하여, 부분 선형화 근사 방법과 k-means 클러스터링 알고리즘을 응용한 새로운 공정 데이터의 압축 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 실공정 데이터에 적용하여 본 결과, 본 연구에서 제안된 방법이 기존의 방법보다 재현 능력이 우수함을 확인할 수 있었다.
This research proposed DBSCAN-D, which is a clustering technique for locating POI based on existing density-based clustering research, such as GPS data, generated by moving objects. This method is designed based on 'staying time' and 'directionality' extracted from the relationship between GPS data. The staying time can be extracted through the difference in the reception time between data using the time at which the GPS data is received. Directionality can be expressed by moving the area of data generated later in the direction of the position of the previously generated data by concentrating on the point where the GPS data is sequentially generated. Through these two properties, it is possible to perform clustering suitable for the data set generated by the moving object.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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