• 제목/요약/키워드: Clustering analysis

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Clustering Approaches to Identifying Gene Expression Patterns from DNA Microarray Data

  • Do, Jin Hwan;Choi, Dong-Kug
    • Molecules and Cells
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    • 제25권2호
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    • pp.279-288
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    • 2008
  • The analysis of microarray data is essential for large amounts of gene expression data. In this review we focus on clustering techniques. The biological rationale for this approach is the fact that many co-expressed genes are co-regulated, and identifying co-expressed genes could aid in functional annotation of novel genes, de novo identification of transcription factor binding sites and elucidation of complex biological pathways. Co-expressed genes are usually identified in microarray experiments by clustering techniques. There are many such methods, and the results obtained even for the same datasets may vary considerably depending on the algorithms and metrics for dissimilarity measures used, as well as on user-selectable parameters such as desired number of clusters and initial values. Therefore, biologists who want to interpret microarray data should be aware of the weakness and strengths of the clustering methods used. In this review, we survey the basic principles of clustering of DNA microarray data from crisp clustering algorithms such as hierarchical clustering, K-means and self-organizing maps, to complex clustering algorithms like fuzzy clustering.

An Agglomerative Hierarchical Variable-Clustering Method Based on a Correlation Matrix

  • Lee, Kwangjin
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제10권2호
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    • pp.387-397
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    • 2003
  • Generally, most of researches that need a variable-clustering process use an exploratory factor analysis technique or a divisive hierarchical variable-clustering method based on a correlation matrix. And some researchers apply a object-clustering method to a distance matrix transformed from a correlation matrix, though this approach is known to be improper. On this paper an agglomerative hierarchical variable-clustering method based on a correlation matrix itself is suggested. It is derived from a geometric concept by using variate-spaces and a characterizing variate.

More Efficient k-Modes Clustering Algorithm

  • Kim, Dae-Won;Chae, Yi-Geun
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제16권3호
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    • pp.549-556
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    • 2005
  • A hard-type centroids in the conventional clustering algorithm such as k-modes algorithm cannot keep the uncertainty inherently in data sets as long as possible before actual clustering(decision) are made. Therefore, we propose the k-populations algorithm to extend clustering ability and to heed the data characteristics. This k-population algorithm as found to give markedly better clustering results through various experiments.

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On the clustering of huge categorical data

  • Kim, Dae-Hak
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제21권6호
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    • pp.1353-1359
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    • 2010
  • Basic objective in cluster analysis is to discover natural groupings of items. In general, clustering is conducted based on some similarity (or dissimilarity) matrix or the original input data. Various measures of similarities between objects are developed. In this paper, we consider a clustering of huge categorical real data set which shows the aspects of time-location-activity of Korean people. Some useful similarity measure for the data set, are developed and adopted for the categorical variables. Hierarchical and nonhierarchical clustering method are applied for the considered data set which is huge and consists of many categorical variables.

Damage identification for high-speed railway truss arch bridge using fuzzy clustering analysis

  • Cao, Bao-Ya;Ding, You-Liang;Zhao, Han-Wei;Song, Yong-Sheng
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제3권4호
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    • pp.315-333
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    • 2016
  • This study aims to perform damage identification for Da-Sheng-Guan (DSG) high-speed railway truss arch bridge using fuzzy clustering analysis. Firstly, structural health monitoring (SHM) system is established for the DSG Bridge. Long-term field monitoring strain data in 8 different cases caused by high-speed trains are taken as classification reference for other unknown cases. And finite element model (FEM) of DSG Bridge is established to simulate damage cases of the bridge. Then, effectiveness of one fuzzy clustering analysis method named transitive closure method and FEM results are verified using the monitoring strain data. Three standardization methods at the first step of fuzzy clustering transitive closure method are compared: extreme difference method, maximum method and non-standard method. At last, the fuzzy clustering method is taken to identify damage with different degrees and different locations. The results show that: non-standard method is the best for the data with the same dimension at the first step of fuzzy clustering analysis. Clustering result is the best when 8 carriage and 16 carriage train in the same line are in a category. For DSG Bridge, the damage is identified when the strain mode change caused by damage is more significant than it caused by different carriages. The corresponding critical damage degree called damage threshold varies with damage location and reduces with the increase of damage locations.

DNA 마이크로어레이 데이타의 클러스터링 알고리즘 및 도구 개발 (Development of Clustering Algorithm and Tool for DNA Microarray Data)

  • 여상수;김성권
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제30권10호
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    • pp.544-555
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    • 2003
  • DNA 마이크로어레이 실험으로 나오는 데이타는 아주 많은 양의 유전자 발현 정보를 담고 있기 때문에 적절한 분석 방법이 필요하다. 대표적인 분석 방법은 계층적 클러스터링(hierarchical clustering) 방법이다. 본 논문에서는 계층적 클러스터링의 결과로 나오게 되는 덴드로그램(dendrogram)에 대해서 후처리(post-Processing)를 시행함으로써 DNA 마이크로어레이 데이타 분석을 더 용이하게 해주는 리프오더링(leaf-ordering)에 대해서 연구하였다. 먼저, 기존의 리프오더링 알고리즘들을 분석하였고, 리프오더링 알고리즘의 새로운 접근 방식을 제안하였다. 또한 이에 대한 성능을 실험하고 분석하기 위해서 계층적 클러스터링과 몇 가지 리프오더링 알고리즘들, 그리고 제안된 접근 방식을 직접 구현한 HCLO (Hierarchical Clustering & Leaf-Ordering Tool)에 대해서 소개하였다.

On the Categorical Variable Clustering

  • Kim, Dae-Hak
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제7권2호
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    • pp.219-226
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    • 1996
  • Basic objective in cluster analysis is to discover natural groupings of items or variables. In general, variable clustering was conducted based on some similarity measures between variables which have binary characteristics. We propose a variable clustering method when variables have more categories ordered in some sense. We also consider some measures of association as a similarity between variables. Numerical example is included.

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주성분 분석과 나이브 베이지안 분류기를 이용한 퍼지 군집화 모형 (Fuzzy Clustering Model using Principal Components Analysis and Naive Bayesian Classifier)

  • 전성해
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권4호
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    • pp.485-490
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    • 2004
  • 자조의 표현에서 군집화는 주어진 데이터를 서로 유사한 개체들끼리 몇 개의 집단으로 묶는 작업을 수행한다. 군집화의 유사도 결정 측도는 맡은 연구들에서 매우 다양한 것들이 사용되었다. 하지만 군집화 결과의 성능 측정에 대한 객관적인 기준 설정이 어렵기 때문에 군집화 결과에 대한 해석은 매우 주관적이고, 애매한 경우가 많다. 퍼지 군집화는 이러한 주관적인 군집화 문제에 있어서 객관성 있는 군집 결정 방안을 제시하여 준다. 각 개체들이 특정 군집에 속하게 될 퍼지 멤버 함수값을 원소로 하는 유사도 행렬을 통하여 군집화를 수행한다. 본 논문에서는 차원 축소기법의 하나인 주성분 분석과 강력한 통계적 학습 이론인 베이지안 학습을 결합한 군집화 모형을 제안하여, 객관적인 퍼지 군집화를 수행하였다. 제안 알고리즘의 성능 평가를 위하여 UCI Machine Loaming Repository의 Iris와 Glass Identification 데이터를 이용한 실험 결과를 제시하였다.

다계층 이원 네트워크를 활용한 사용자 관점의 이슈 클러스터링 (User-Perspective Issue Clustering Using Multi-Layered Two-Mode Network Analysis)

  • 김지은;김남규;조윤호
    • 지능정보연구
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    • 제20권2호
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    • pp.93-107
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    • 2014
  • 대부분의 인터넷 쇼핑몰은 자사 고객의 관심 분야를 파악하고 이를 상품 추천에 효과적으로 활용하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만 고객이 회원 가입 시 직접 입력한 개인 정보는 신뢰하기가 어렵고, 고객의 구매 패턴을 통해 파악한 관심 분야 정보는 자사 사이트 내에 진입한 이후에만 보인 한정된 패턴이라는 측면에서 해당 고객의 다양한 관심분야를 제대로 나타낸다고 보기 어렵다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 고객의 평소 인터넷 사용 기록을 통해 최근 방문 사이트들의 주제를 분석함으로써, 고객의 실제 관심 분야를 파악할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 토픽 분석을 통해 각 사이트의 주제를 도출하고 도출된 주제를 다시 동시 방문자 관점에서 군집화 함으로써, 고객 관점에서 의미가 있는 상위 수준의 새로운 테마를 발굴하기 위한 방법론을 제안하였다. 연구의 특징은 유사주제 중심의 군집화라는 기존 연구와는 달리 사용자 관점의 관심주제 중심 군집화라 할 수 있다. 향후 사용자 중심의 카테고리 설계를 비롯한 새로운 관점의 고객군 정의 등 보다 높은 차원의 마케팅 전략 수립에 활용이 가능할 것으로 기대된다. 사용자 관점의 이슈 군집화 과정은 크롤링, 토픽 분석, 액세스 패턴 분석, 네트워크 병합, 네트워크 변환 및 군집화와 같은 여섯 가지 주요단계로 구성되어있다. 이를 위해 텍스트 마이닝과 소셜 네트워크 분석 기법을 활용한 비정형 텍스트를 기반으로한 빅데이터의 활용 방법을 모색하였다. 제안 방법론의 실무 적용 가능성을 평가하기 위해, 국내 최대 포털 뉴스 사이트의 방문자 2,177명의 1년간 방문 기록과 뉴스기사 대한 분석을 수행하고 그 결과를 요약하여 제시하였다.

Gene Expression Pattern Analysis via Latent Variable Models Coupled with Topographic Clustering

  • Chang, Jeong-Ho;Chi, Sung Wook;Zhang, Byoung Tak
    • Genomics & Informatics
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    • 제1권1호
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    • pp.32-39
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    • 2003
  • We present a latent variable model-based approach to the analysis of gene expression patterns, coupled with topographic clustering. Aspect model, a latent variable model for dyadic data, is applied to extract latent patterns underlying complex variations of gene expression levels. Then a topographic clustering is performed to find coherent groups of genes, based on the extracted latent patterns as well as individual gene expression behaviors. Applied to cell cycle­regulated genes of the yeast Saccharomyces cerevisiae, the proposed method could discover biologically meaningful patterns related with characteristic expression behavior in particular cell cycle phases. In addition, the display of the variation in the composition of these latent patterns on the cluster map provided more facilitated interpretation of the resulting cluster structure. From this, we argue that latent variable models, coupled with topographic clustering, are a promising tool for explorative analysis of gene expression data.