Редактирование: Эволюционные алгоритмы кластеризации

Перейти к: навигация, поиск

Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия Ваш текст
Строка 24: Строка 24:
 
=== Разбиения, слияния и переназначения ===
 
=== Разбиения, слияния и переназначения ===
 
В этом разделе приведён ряд мутаций, предполагающих целочисленное кодирование особи.
 
В этом разделе приведён ряд мутаций, предполагающих целочисленное кодирование особи.
Общим свойством этих операций является необходимость выбрать один, два или более кластеров, над которыми операции производятся. Делать это можно либо '''случайно''' (''англ.'' unguided), либо '''выборочно''' (''англ.'' guided) на основе той или иной характеристики кластера (''англ.'' interestingness) {{---}} например, расстояний объектов до центроида, плотности объектов в кластере и т.п. <ref>R. M. Cole. Clustering with genetic algorithms: дис. магистра, University of Western Australia, Perth, W.A., 1998</ref><ref name="evocluster">Ma, P.C.H. An Evolutionary Clustering Algorithm for Gene Expression Microarray Data Analysis / P.C.H. Ma, K.C.C. Chan, X. Yao, D.K.Y. Chiu // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, Vol. 10 {{---}} 2006 {{---}} С.296-314</ref>
+
Общим свойством этих операций является необходимость выбрать один, два или более кластеров, над которыми операции производятся. Делать это можно либо '''случайно''' (''англ.'' unguided), либо '''выборочно''' (''англ.'' guided) на основе той или иной характеристики кластера (''англ.'' interestingness) {{---}} например, расстояний объектов до центроида, плотности объектов в кластере и т.п.
 
* '''разбиение кластера''' (''англ.'' split-gene) {{---}} выбранный кластер делится вдоль $N-1$-мерной поверхности (н-р, гиперплоскости; для двухмерного случая это прямая) на два новых. Гиперплоскость можно задать:
 
* '''разбиение кластера''' (''англ.'' split-gene) {{---}} выбранный кластер делится вдоль $N-1$-мерной поверхности (н-р, гиперплоскости; для двухмерного случая это прямая) на два новых. Гиперплоскость можно задать:
 
** случайно на основе [[Выпуклая оболочка в n-мерном пространстве|выпуклой оболочки]] кластера;
 
** случайно на основе [[Выпуклая оболочка в n-мерном пространстве|выпуклой оболочки]] кластера;
Строка 35: Строка 35:
  
 
=== Модификация прототипа ===
 
=== Модификация прототипа ===
Над прототипами (как вещественно, так и бинарно закодированными) можно проводить операции удаления и добавления; также у вещественного прототипа (центроида) можно поменять координаты. Помимо этого, можно получить гибрид эволюционного алгоритма и ''K-Means'', совершая в качестве одной из возможных мутирующих операций шаг алгоритма $k$ средних значений <ref>Marghny, M.H. An Effective Evolutionary Clustering Algorithm: Hepatitis C case study / M.H. Marghny, Rasha M. Abd El-Aziz, Ahmed I. Taloba // International Journal of Computer Applications, Vol. 34 {{---}} No.6 {{---}} 2011</ref>. Аналогично можно внедрить EM-шаг из ''Gaussian mixture'', но для этого нужно при кодировании особи задавать дисперсию распределения при каждом центроиде <ref>Lu, W. A novel evolutionary clustering algorithm based on Gaussian mixture model / W. Lu, I. Traore // ICCOMP'06 Proceedings of the 10th WSEAS international conference on Computers {{---}} 2006 {{---}} C. 686-691</ref>.
+
Над прототипами (как вещественно, так и бинарно закодированными) можно проводить операции удаления и добавления; также у вещественного прототипа (центроида) можно поменять координаты. Помимо этого, можно получить гибрид эволюционного алгоритма и ''K-Means'', совершая в качестве одной из возможных мутирующих операций шаг алгоритма $k$ средних значений. Аналогично можно внедрить EM-шаг из ''Gaussian mixture'', но для этого нужно при кодировании особи задавать дисперсию распределения при каждом центроиде.
 
== Кроссовер ==
 
== Кроссовер ==
 
В качестве операций кроссовера различными авторами были опробованы:
 
В качестве операций кроссовера различными авторами были опробованы:
 
* '''k-точечный кроссовер''' (''англ.'' k-point crossover) на целочисленном и вещественном кодировании;
 
* '''k-точечный кроссовер''' (''англ.'' k-point crossover) на целочисленном и вещественном кодировании;
 
* '''однородный кроссовер''' (''англ.'' uniform crossover) на бинарном кодированиии по остовному дереву;
 
* '''однородный кроссовер''' (''англ.'' uniform crossover) на бинарном кодированиии по остовному дереву;
* '''скрещивание кластеров''' {{---}} из выбранного кластера первой особи удаляется часть объектов, после чего в него добавляются случайно выбранные объекты из кластера второй особи. Удалённые объекты переназначаются в другие кластеры первой особи. На всех стадиях этой операции, требующих выбор объектов или кластеров, можно использовать как выборочную (''англ.'' guided), так и полностью случайную (''англ.'' unguided) стратегии, аналогично описанию мутаций разбиения и слияния <ref name="evocluster"/>.
+
* '''скрещивание кластеров''' {{---}} из выбранного кластера первой особи удаляется часть объектов, после чего в него добавляются случайно выбранные объекты из кластера второй особи. Удалённые объекты переназначаются в другие кластеры первой особи. На всех стадиях этой операции, требующих выбор объектов или кластеров, можно использовать как выборочную (''англ.'' guided), так и полностью случайную (''англ.'' unguided) стратегии, аналогично описанию мутаций разбиения и слияния.
 
== Инициализация ==
 
== Инициализация ==
 
Задание особей первого поколения алгоритма может производиться с помощью различных эвристик:
 
Задание особей первого поколения алгоритма может производиться с помощью различных эвристик:
Строка 48: Строка 48:
 
* '''запуск другого алгоритма кластеризации''' {{---}} особь можно инициализировать с помощью ''K-Means'', [[Иерархическая кластеризация|иерархической кластеризации]] и проч.
 
* '''запуск другого алгоритма кластеризации''' {{---}} особь можно инициализировать с помощью ''K-Means'', [[Иерархическая кластеризация|иерархической кластеризации]] и проч.
 
== Виды алгоритмов ==
 
== Виды алгоритмов ==
На момент написания конспекта автору было известно о попытках использования эволюционных алгоритмов Roulette wheel selection, $(\mu + \lambda)$<ref>Alves, V.S. Towards a fast evolutionary algorithm for clustering / V. S. Alves, R. J. G. B. Campello, E. R. Hruschka, // Proceedings IEEE Congress on Evolutionary Computation {{---}} 2006 {{---}} С. 6240–6247</ref>, tabu search<ref>Pan, S. Evolution-based tabu search approach to automatic clustering / S. Pan, K. Cheng // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics {{---}} Part C, Applications and Reviews, Vol. 37, No. 5 {{---}} 2007 {{---}} С. 827–838</ref>, алгоритма многокритериальной оптимизации PESA-II<ref>Handl, J. An evolutionary approach to multiobjective clustering / J. Handl, J. Knowles, // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, vol. 11, no. 1, {{---}} 2007 {{---}} С. 56–76</ref>.
+
На момент написания конспекта автору было известно о попытках использования эволюционных алгоритмов Roulette wheel selection, $(\mu + \lambda)$, tabu search, алгоритма многокритериальной оптимизации PESA-II.
  
 
= См. также =
 
= См. также =
Строка 60: Строка 60:
 
= Источники информации =
 
= Источники информации =
 
# Hruschka, E.R. A Survey of Evolutionary Algorithms for Clustering / E.R. Hruschka, R.J.G.B. Campello, A.A.Freitas, A.C.P.L.F. de Carvalho // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics {{---}} Part C: Applications and Reviews, Vol. 39 {{---}} 2009 {{---}} С.133-155
 
# Hruschka, E.R. A Survey of Evolutionary Algorithms for Clustering / E.R. Hruschka, R.J.G.B. Campello, A.A.Freitas, A.C.P.L.F. de Carvalho // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics {{---}} Part C: Applications and Reviews, Vol. 39 {{---}} 2009 {{---}} С.133-155
 +
# R. M. Cole. Clustering with genetic algorithms: дис. магистра, University of Western Australia, Perth, W.A., 1998
 +
# Ma, P.C.H. An Evolutionary Clustering Algorithm for Gene Expression Microarray Data Analysis / P.C.H. Ma, K.C.C. Chan, X. Yao, D.K.Y. Chiu // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, Vol. 10 {{---}} 2006 {{---}} С.296-314
 +
# Marghny, M.H. An Effective Evolutionary Clustering Algorithm: Hepatitis C case study / M.H. Marghny, Rasha M. Abd El-Aziz, Ahmed I. Taloba // International Journal of Computer Applications, Vol. 34 {{---}} No.6 {{---}} 2011
 +
# Lu, W. A novel evolutionary clustering algorithm based on Gaussian mixture model / W. Lu, I. Traore // ICCOMP'06 Proceedings of the 10th WSEAS international conference on Computers {{---}} 2006 {{---}} C. 686-691
 +
# Alves, V.S. Towards a fast evolutionary algorithm for clustering / V. S. Alves, R. J. G. B. Campello, E. R. Hruschka, // Proceedings IEEE Congress on Evolutionary Computation {{---}} 2006 {{---}} С. 6240–6247
 +
# Handl, J. An evolutionary approach to multiobjective clustering / J. Handl, J. Knowles, // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, vol. 11, no. 1, {{---}} 2007 {{---}} С. 56–76
 +
# Pan, S. Evolution-based tabu search approach to automatic clustering / S. Pan, K. Cheng // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics {{---}} Part C, Applications and Reviews, Vol. 37, No. 5 {{---}} 2007 {{---}} С. 827–838
  
 
[[Категория: Машинное обучение]]
 
[[Категория: Машинное обучение]]
 
[[Категория: Кластеризация]]
 
[[Категория: Кластеризация]]
 
[[Категория: Эволюционные алгоритмы]]
 
[[Категория: Эволюционные алгоритмы]]

Пожалуйста, учтите, что любой ваш вклад в проект «Викиконспекты» может быть отредактирован или удалён другими участниками. Если вы не хотите, чтобы кто-либо изменял ваши тексты, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений, или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого (см. Викиконспекты:Авторские права). НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ МАТЕРИАЛЫ!

Чтобы изменить эту страницу, пожалуйста, ответьте на приведённый ниже вопрос (подробнее):

Отменить | Справка по редактированию (в новом окне)

Шаблон, используемый на этой странице: