• Title/Summary/Keyword: fuzzy C-means algorithm

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퍼지 클러스터링 기반의 국소평가 유전자 알고리즘 (Partially Evaluated Genetic Algorithm based on Fuzzy Clustering)

  • 유시호;조성배
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제31권9호
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    • pp.1246-1257
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    • 2004
  • 유전자 알고리즘은 원하는 최적해를 찾기 위해서 개체 집단의 크기를 가능한 크게 유지하여야 한다. 하지만 실제 문제에서 개체의 적합도를 평가하는 것이 어려운 경우가 많기 때문에 큰 집단의 모든 개체에 대하여 적합도를 평가하는 것은 많은 시간과 비용을 요구한다. 이에 본 논문에서는 집단의 크기를 크게 유지하되 클러스터링에 의해 대표 개체만을 평가함으로써 효율을 높이는 퍼지 글러스터링 기반의 국소 평가 유전자 알고리즘을 제안한다. 나머지 개체들은 대표 개체로부터 간접적으로 적합도를 분배받는다. 다수의 집단에 소속되는 개체들의 경우, 하드 클러스터링 방법으로는 정확한 적합도 분배를 하기 어렵기 때문에 퍼지 c-means 알고리즘을 사용하였고, 클러스터 결과인 퍼지 소속 행렬에 의해 적합도를 배분하였다. 9개의 벤치마크 적합도 함수에 대하여 6가지 하드 클러스터링 알고리즘을 적용한 유클리디안 거리와 피어슨 상관계수에 의한 적합도 배분 방법과 본 논문에서 제안하는 방법을 비교 실천한 결과, 제안한 방법의 우수한 성능을 확인할 수 있었다.

FCM Algorithm for Application to Fuzzy Control

  • KAMEI, Katsuari
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 The Third Asian Fuzzy Systems Symposium
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    • pp.619-624
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    • 1998
  • This paper presents a new clustering algorithm called FCM algorithm for the design of fuzzy controller. FCM is an extended version of FCM(Fuzzy c-Means) algorithm and can estimate the number of clusters automatically and give membership grades $u_{ik}$ suitable for making fuzzy control rules. This paper also shows an example of its application to the line pursuit control of a car.

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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.

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.

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

  • 박건준;이동윤
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.378-384
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    • 2013
  • 본 논문에서는 FCM 클러스터링 알고리즘을 기반으로 하는 퍼지뉴럴네트워크를 제안한다. 일반적으로, 퍼지규칙을 생성할 때 차원이 증가하면 퍼지 규칙의 수가 기하급수적으로 증가하는 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해, 제안된 네트워크의 퍼지 규칙은 FCM 클러스터링 알고리즘을 이용하여 입력 공간을 분산 형태로 분할함으로써 생성한다. 퍼지 규칙의 전반부 파라미터는 FCM 클러스터링 알고리즘에 의한 소속행렬로 결정된다. 퍼지 규칙의 후반부는 다항식 함수의 형태로 표현되며, 퍼지뉴럴네트워크의 학습은 뉴런의 연결을 조절함으로써 실현되고, 오류 역전파 알고리즘에 의해 행해진다. 마지막으로, 제안된 네트워크는 비선형 공정으로의 적용을 통해 성능을 평가한다.

개선된 미분 진화 알고리즘에 의한 퍼지 모델의 설계 (Design of Fuzzy Models with the Aid of an Improved Differential Evolution)

  • 김현기;오성권
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.399-404
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    • 2012
  • Evolutionary algorithms such as genetic algorithm (GA) have been proven their effectiveness when applying to the design of fuzzy models. However, it tends to suffer from computationally expensWive due to the slow convergence speed. In this study, we propose an approach to develop fuzzy models by means of an improved differential evolution (IDE) to overcome this limitation. The improved differential evolution (IDE) is realized by means of an orthogonal approach and differential evolution. With the invoking orthogonal method, the IDE can search the solution space more efficiently. In the design of fuzzy models, we concern two mechanisms, namely structure identification and parameter estimation. The structure identification is supported by the IDE and C-Means while the parameter estimation is realized via IDE and a standard least square error method. Experimental studies demonstrate that the proposed model leads to improved performance. The proposed model is also contrasted with the quality of some fuzzy models already reported in the literature.

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

  • ;강명수;김철홍;김종면
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제19B권1호
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • 최근 멀티미디어 정보가 급증함에 따라 콘텐츠 관리에 대한 요구도 함께 증가되고 있다. 이에 오디오 분할 및 분류는 멀티미디어 콘텐츠를 효과적으로 관리할 수 있는 대안이 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 동영상에서 취득한 오디오 신호를 분할하고, 분할된 오디오 신호를 음악, 음성, 배경 음악이 포함된 음성, 잡음이 포함된 음성, 묵음(silence)으로 분류하는 정확도가 높은 오디오 분할 및 분류 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 오디오 분할을 위해 서포트 벡터 머신(support vector machine, SVM)을 이용하였다. 오디오 신호의 분류를 위해서는 분할된 오디오 신호의 특징을 추출하고 이를 퍼지 클러스터링 알고리즘(fuzzy c-means, FCM)의 입력으로 사용하여 각 계층으로 오디오 신호를 분류하였다. 제안하는 알고리즘의 평가는 분할과 분류에 대해 각각 그 성능을 평가하였으며, 분할 성능 평가는 정확도율(precesion rate)과 오차율(recall rate)을 이용하였으며, 분류 성능 평가는 정확성(classification accuracy)을 사용하였다. 또한 오디오 분할의 경우는 이진 분류기와 퍼지 클러스터링을 이용한 기존의 알고리즘과 그 성능을 비교하였다. 모의 실험 결과, 제안한 알고리즘의 분류 성능이 기존 알고리즘 보다 정확도율과 오차율 면에서 모두 우수하였다.

연속 동조 방법을 이용한 퍼지 집합 퍼지 모델의 유전자적 최적화 (Genetic Optimization of Fyzzy Set-Fuzzy Model Using Successive Tuning Method)

  • 박건준;오성권;김현기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.207-209
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    • 2007
  • In this paper, we introduce a genetic optimization of fuzzy set-fuzzy model using successive tuning method to carry out the model identification of complex and nonlinear systems. To identity we use genetic alrogithrt1 (GA) sand C-Means clustering. GA is used for determination the number of input, the seleced input variables, the number of membership function, and the conclusion inference type. Information Granules (IG) with the aid of C-Means clustering algorithm help determine the initial paramters of fuzzy model such as the initial apexes of the, membership functions in the premise part and the initial values of polyminial functions in the consequence part of the fuzzy rules. The overall design arises as a hybrid structural and parametric optimization. Genetic algorithms and C-Means clustering are used to generate the structurally as well as parametrically optimized fuzzy model. To identify the structure and estimate parameters of the fuzzy model we introduce the successive tuning method with variant generation-based evolution by means of GA. Numerical example is included to evaluate the performance of the proposed model.

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하이브리드 분류기법을 이용한 위성영상의 분류에 관한 연구 (A Study on the Classification for Satellite Images using Hybrid Method)

  • 전영준;김진일
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권2호
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    • pp.159-168
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    • 2004
  • 본 논문에서는 위성영상의 분류에 대한 성능 개선을 위하여 ISODATA 클러스터링, 퍼지 C-Means 알고리즘, 베이시안 최대우도 분류기법을 통합한 하이브리드 분류기법을 제안하였다. 본 연구에서는 분석자에 의하여 분류항목별 학습 데이터를 선정한 후 이를 ISODATA 클러스터링을 이용하여 각각의 분류항목별로 분광특징에 따라 학습 데이터를 세분화하여 새로운 학습 데이터를 선정하였다. 새롭게 선정된 학습 데이터를 이용하여 퍼지 C-Means 알고리즘을 이용하여 분류를 수행하고 그 결과를 베이시안 최대우도 분류기의 사전확률로 적용하여 분류를 수행하였다. 그 결과 분석자가 선정한 분류항목별 훈련데이터의 분광적인 특징에 관계없이 분류를 수행할 수 있었으며 위성영상의 분류의 성능을 개선할 수 있었다. 제안된 기법은 Landsat TM 위성영상을 이용하여 그 적용성을 시험하였다.