This study was performed to develop analytical methods to better understand the properties and reactivity of petroleum, which is a highly complex organic mixture, using high-resolution mass spectrometry and statistical analysis. Ten crude oil samples were analyzed using negative-mode electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR MS). Clustering methods, including principle component analysis (PCA), hierarchical clustering analysis (HCA), and k-means clustering, were used to comparatively interpret the spectra. All the methods were consistent and showed that oxygen and sulfur-containing heteroatom species played important roles in clustering samples or peaks. The oxygen-containing samples had higher acidity than the other samples, and the clustering results were linked to properties of the crude oils. This study demonstrated that clustering methods provide a simple and effective way to interpret complex petroleomic data.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.22
no.5
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pp.17-24
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2022
Hierarchical clustering methods have been proposed for more than sixty years and yet are used in various disciplines for relation observation and clustering purposes. In 1965, divisive hierarchical methods were proposed in biological sciences and have been used in various disciplines such as, and anthropology, ecology. Furthermore, recently hierarchical methods are being deployed in economy and energy studies. Unlike most clustering algorithms that require the number of clusters to be specified by the user, hierarchical clustering is well suited for situations where the number of clusters is unknown. This paper presents an overview of the hierarchical clustering algorithm. The dissimilarity measurements that can be utilized in hierarchical clustering algorithms are discussed. Further, the paper highlights the various and recent disciplines where the hierarchical clustering algorithms are employed.
Many researches have been performed to increase energy-efficiency in wireless sensor networks. One of primary research topics is about clustering protocols, which are adopted to configure sensor networks in the form of hierarchical structures by grouping sensor nodes into a cluster. However, legacy clustering protocols do not propose detailed methods from the perspective of implementation to determine a cluster's boundary and configure a cluster, and to communicate among clusters. Moreover, many of them involve assumptions inappropriate to apply those to a sensor field. In this paper, we have designed and implemented a new T-Clustering (Top-down Clustering) protocol, which takes into considerations a node's density, a distance between cluster heads, and remained energy of a node all together. Our proposal is a sink-node oriented top-down clustering protocol, and can form uniform clusters throughout the network. Further, it provides re-clustering functions according to the state of a network. In order to verify our protocol's feasibility, we have implemented and experimented T-Clustering protocol on Crossbow's MICAz nodes which are executed on TinyOS 2.0.2.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.11
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pp.758-764
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2018
Digital documents such as patents, scholarly papers and research reports have author keywords which summarize the topics of documents. Different documents are likely to describe the same topic if they share the same keywords. Document clustering aims at clustering documents to similar topics with an unsupervised learning method. However, it is difficult to apply to a large amount of documents event though the document clustering is utilized to in various data analysis due to computational complexity. In this case, we can cluster and connect massive documents using keywords efficiently. Existing bottom-up hierarchical clustering requires huge computation and time complexity for clustering a large number of keywords. This paper proposes an inverted index based bottom-up clustering for keywords and analyzes the results of clustering with massive keywords extracted from scholarly papers and research reports.
In this paper, we propose a fine-grained mobile application clustering model using retrofitted document embedding. To automatically determine the clusters and their numbers with no predefined categories, the proposed model initializes the clusters based on title keywords and then merges similar clusters. For improved clustering performance, the proposed model distinguishes between an accurate clustering step with titles and an expansive clustering step with descriptions. During the accurate clustering step, an automatically tagged set is constructed as a result. This set is utilized to learn a high-performance document vector. During the expansive clustering step, more applications are then classified using this document vector. Experimental results showed that the purity of the proposed model increased by 0.19, and the entropy decreased by 1.18, compared with the K-means algorithm. In addition, the mean average precision improved by more than 0.09 in a comparison with a support vector machine classifier.
Lee, Haesung;Ahn, Hyun-Jung;Kim, Kwang-Rae;Kim, Peter T.;Koo, Ja-Yong
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.22
no.4
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pp.321-331
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2015
The K-means clustering algorithm is a popular and widely used method for clustering. For covariance matrices, we consider a geodesic clustering algorithm based on the K-means clustering framework in consideration of symmetric positive definite matrices as a Riemannian (non-Euclidean) manifold. This paper considers a geodesic clustering algorithm for data consisting of symmetric positive definite (SPD) matrices, utilizing the Riemannian geometric structure for SPD matrices and the idea of a K-means clustering algorithm. A K-means clustering algorithm is divided into two main steps for which we need a dissimilarity measure between two matrix data points and a way of computing centroids for observations in clusters. In order to use the Riemannian structure, we adopt the geodesic distance and the intrinsic mean for symmetric positive definite matrices. We demonstrate our proposed method through simulations as well as application to real financial data.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2006.10b
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pp.233-237
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2006
This study proposes an innovative measure for evaluating the performance of text clustering. In using K-means algorithm and Kohonen Networks for text clustering, the number clusters is fixed initially by configuring it as their parameter, while in using single pass algorithm for text clustering, the number of clusters is not predictable. Using labeled documents, the result of text clustering using K-means algorithm or Kohonen Network is able to be evaluated by setting the number of clusters as the number of the given target categories, mapping each cluster to a target category, and using the evaluation measures of text. But in using single pass algorithm, if the number of clusters is different from the number of target categories, such measures are useless for evaluating the result of text clustering. This study proposes an evaluation measure of text clustering based on intra-cluster similarity and inter-cluster similarity, what is called CI (Clustering Index) in this article.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.25
no.3
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pp.263-274
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2018
One of the common issues in large dataset analyses is to detect and construct homogeneous groups of objects in those datasets. This is typically done by some form of clustering technique. In this study, we present a divisive hierarchical clustering method for two monothetic characteristics of histogram data. Unlike classical data points, a histogram has internal variation of itself as well as location information. However, to find the optimal bipartition, existing divisive monothetic clustering methods for histogram data consider only location information as a monothetic characteristic and they cannot distinguish histograms with the same location but different internal variations. Thus, a divisive clustering method considering both location and internal variation of histograms is proposed in this study. The method has an advantage in interpreting clustering outcomes by providing binary questions for each split. The proposed clustering method is verified through a simulation study and applied to a large U.S. house property value dataset.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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v.17
no.1
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pp.1-11
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2006
Data mining technique is used to find hidden knowledge by massive data, unexpectedly pattern, relation to new rule. The methods of data mining are decision tree, association rules, clustering, neural network and so on. Clustering is the process of grouping the data into clusters so that objects within a cluster have high similarity in comparison to one another. It has been widely used in many applications, such that pattern analysis or recognition, data analysis, image processing, market research on off-line or on-line and so on. We analyze Gyeongnam social indicator survey data by 2001 using twostep clustering technique for environment information. The twostep clustering is classified as a partitional clustering method. We can apply these twostep clustering outputs to environmental preservation and improvement.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.27
no.6
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pp.589-602
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2020
The development of smart grids has enabled the easy collection of a large amount of power data. There are some common patterns that make it useful to cluster power consumption patterns when analyzing s power big data. In this paper, clustering analysis is based on distance functions for time series and clustering algorithms to discover patterns for power consumption data. In clustering, we use 10 distance measures to find the clusters that consider the characteristics of time series data. A simulation study is done to compare the distance measures for clustering. Cluster validity measures are also calculated and compared such as error rate, similarity index, Dunn index and silhouette values. Real power consumption data are used for clustering, with five distance measures whose performances are better than others in the simulation.
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