• 제목/요약/키워드: fuzzy C-means clustering algorithm

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VS-FCM: Validity-guided Spatial Fuzzy c-Means Clustering for Image Segmentation

  • Kang, Bo-Yeong;Kim, Dae-Won
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제10권1호
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    • pp.89-93
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    • 2010
  • In this paper a new fuzzy clustering approach to the color clustering problem has been proposed. To deal with the limitations of the traditional FCM algorithm, we propose a spatial homogeneity-based FCM algorithm. Moreover, the cluster validity index is employed to automatically determine the number of clusters for a given image. We refer to this method as VS-FCM algorithm. The effectiveness of the proposed method is demonstrated through various clustering examples.

개선된 밀도 기반의 퍼지 C-Means 알고리즘을 이용한 클러스터 합병 (Cluster Merging Using Enhanced Density based Fuzzy C-Means Clustering Algorithm)

  • 한진우;전성해;오경환
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.517-524
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    • 2004
  • 1960년대 퍼지 이론이 소개된 이후 데이터 마이닝을 포함한 기계 학습 분야의 군집화 작업에서 퍼지 이론이 폭넓게 사용되었다. 퍼지 C-평균 알고리즘은 가장 많이 사용되는 퍼지 군집화 알고리즘이다. 이 알고리즘은 하나의 데이터 개체가 서로 다른 소속 정도를 가지고 각 군집에 할당될 수 있도록 한다. 퍼지 C-평균 알고리즘도 K-평균 알고리즘과 같은 일반적인 군집화 알고리즘과 마찬가지로 초기 군집수와 군집 중심의 위치에 의해 최종 군집 결과의 성능 차이가 나타난다. 군집화를 위한 이러한 초기 설정은 주관적이며 이 때문에 적절치 못한 결과를 얻게 될 수도 있다. 본 논문에서는 이 문제를 해결할 수 있는 방법으로 주어진 학습 데이터의 속성을 기반으로 한 초기 군집수와 군집 중심을 결정하는 개선된 밀도 기반의 퍼지 C-평균 알고리즘을 제안하였다. 제안 방법은 격자를 사용하여 초기 군집 중심의 위치와 군집수를 결정하였다. 기존에 많이 이용되었던 객관적인 기계 학습 데이터를 이용하여 제안 알고리즘의 성능비교를 수행하였다.

Fuzzy c-Means Clustering Algorithm with Pseudo Mahalanobis Distances

  • ICHIHASHI, Hidetomo;OHUE, Masayuki;MIYOSHI, Tetsuya
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 The Third Asian Fuzzy Systems Symposium
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    • pp.148-152
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    • 1998
  • Gustafson and Kessel proposed a modified fuzzy c-Means algorithm based of the Mahalanobis distance. Though the algorithm appears more natural through the use of a fuzzy covariance matrix, it needs to calculate determinants and inverses of the c-fuzzy scatter matrices. This paper proposes a fuzzy clustering algorithm using pseudo mahalanobis distance, which is more easy to use and flexible than the Gustafson and Kessel's fuzzy c-Means.

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A Novel Image Segmentation Method Based on Improved Intuitionistic Fuzzy C-Means Clustering Algorithm

  • Kong, Jun;Hou, Jian;Jiang, Min;Sun, Jinhua
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권6호
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    • pp.3121-3143
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    • 2019
  • Segmentation plays an important role in the field of image processing and computer vision. Intuitionistic fuzzy C-means (IFCM) clustering algorithm emerged as an effective technique for image segmentation in recent years. However, standard fuzzy C-means (FCM) and IFCM algorithms are sensitive to noise and initial cluster centers, and they ignore the spatial relationship of pixels. In view of these shortcomings, an improved algorithm based on IFCM is proposed in this paper. Firstly, we propose a modified non-membership function to generate intuitionistic fuzzy set and a method of determining initial clustering centers based on grayscale features, they highlight the effect of uncertainty in intuitionistic fuzzy set and improve the robustness to noise. Secondly, an improved nonlinear kernel function is proposed to map data into kernel space to measure the distance between data and the cluster centers more accurately. Thirdly, the local spatial-gray information measure is introduced, which considers membership degree, gray features and spatial position information at the same time. Finally, we propose a new measure of intuitionistic fuzzy entropy, it takes into account fuzziness and intuition of intuitionistic fuzzy set. The experimental results show that compared with other IFCM based algorithms, the proposed algorithm has better segmentation and clustering performance.

영상분할을 위한 밀도추정 바탕의 Fuzzy C-means 알고리즘 (A Density Estimation based Fuzzy C-means Algorithm for Image Segmentation)

  • 고정원;최병인;이정훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.196-201
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    • 2007
  • Fuzzy C-Means (FCM) 알고리즘은 probabilitic 멤버쉽을 사용하는 클러스터링 방법으로서 널리 쓰이고 있다. 하지만 이 방법은 노이즈에 대하여 민감한 성질을 가진다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 노이즈에 민감한 성질을 보완하기 위해서 데이터의 밀도추정을 이용하여 새로운 FCM 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 FCM과 비슷한 성능의 클러스터링 수행이 가능하며, 노이즈가 포함된 데이터에서는 FCM보다 더 나은 성능을 보여준다.

Nonlinear Characteristics of Fuzzy Scatter Partition-Based Fuzzy Inference System

  • Park, Keon-Jun;Huang, Wei;Yu, C.;Kim, Yong K.
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제2권1호
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    • pp.12-17
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    • 2013
  • This paper introduces the fuzzy scatter partition-based fuzzy inference system to construct the model for nonlinear process to analyze nonlinear characteristics. The fuzzy rules of fuzzy inference systems are generated by partitioning the input space in the scatter form using Fuzzy C-Means (FCM) clustering algorithm. The premise parameters of the rules are determined by membership matrix by means of FCM clustering algorithm. The consequence part of the rules is represented in the form of polynomial functions and the parameters of the consequence part are estimated by least square errors. The proposed model is evaluated with the performance using the data widely used in nonlinear process. Finally, this paper shows that the proposed model has the good result for high-dimension nonlinear process.

차감 및 중력 fuzzy C-means 클러스터링을 이용한 칼라 영상 분할에 관한 연구 (Segmentation of Color Image by Subtractive and Gravity Fuzzy C-means Clustering)

  • 진영근;김태균
    • 전기전자학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.93-100
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    • 1997
  • 칼라 영상 분할의 한 방법으로 fuzzy C-means를 이용한 방법이 많이 연구되었으나, 이 방법은 클러스터의 개수가 정해져야 사용할 수 있는 방법이다. 분할해야 할 데이터가 많은 경우 예비 분할을 수행하여 예비 분할 되지 않는 데이터들에 대해서 상세 분할을 fuzzy C-means를 사용하여 분할 하나 예비 분할된 데이터의 클러스터 중심과 상세 분할로 만들어진 클러스터의 중심과는 연계성이 없어진다. 본 연구에서는 이것을 보완하기 위하여 차감 클러스터링을 사용하여 칼라 영상의 클러스터의 개수와 중심을 구한 후, 이것을 이용하여 영상을 예비 분할하고 중력을 가진 fuzzy C-means를 사용하여 분할되지 않은 나머지 부분과 클러스터의 중심을 최적화 시켜 분할하는 알고리듬을 제안한다. 제안된 방법의 정성적인 평가를 수행하여 본 논문에서 제시된 방법이 우수함을 보인다.

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클러스터링 및 영상 분할을 위한 커널 기반의 Possibilistic 접근 방법 (A Kernel based Possibilistic Approach for Clustering and Image Segmentation)

  • 최길수;최병인;이정훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.889-894
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    • 2004
  • Fuzzy Kernel C-Means(FKCM) 알고리즘은 커널 함수를 통하여 구형의 데이터뿐만 아니라 Fuzzy C-Means(FCM)에서는 분류하기 힘든 복잡한 형태의 분포를 갖는 데이터를 분류할 수 있다. 하지만 FCM과 같이 노이즈에 대해서는 민감한 성질을 가진다. 이처럼 노이즈(noise)에 민감한 성질을 보완하기 위해서 본 논문에서는 Possibilistic C-Means 알고리즘에 커널 함수를 적용하였다. 제안한 Kernel Possibilistic C-Means(KPCM) 알고리즘은 일반적인 데이터에 대해 FKCM과 같은 성능의 클러스터링 수행이 가능하며 노이즈가 있는 데이터에 대해서는 FKCM보다 정확한 클러스터링을 수행할 수 있다.

AutoEncoder와 FCM을 이용한 불완전한 데이터의 군집화 (Clustering of Incomplete Data Using Autoencoder and fuzzy c-Means Algorithm)

  • 박동철;장병근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권5C호
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    • pp.700-705
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    • 2004
  • Autoencoder와 Fuzzy c-Means 알고리즘을 이용하여, 불완전한 데이터의 군집화를 위한 알고리즘이 본 논문에서 제안되었다. 본 논문에서 제안된 Optimal Completion Autoencoder Fuzzy c-Means (OCAEFCM)은 손상되어 불완전한 데이터의 최적 복원과 데이터의 군집화를 위해 Autoencoder Neural Network (AENN) 과 Gradient-based FCM (GBFCM)을 이용하였다. OCAEFCM 의 성능평가를 위해 IRIS 데이터와 금융기관에서 취득한 실제 데이터를 사용하였다 기존의 Optimal Completion Strategy FCM (OCSFCM)과 비교했을 때, 제안된 OCAEFCM 이 OCSFCM 보다 18%-20%의 성능 향상을 보여준다.

계층적 구조를 가진 퍼지 패턴 분류기 설계 (A Design of Fuzzy Classifier with Hierarchical Structure)

  • 안태천;노석범;김용수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.355-359
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    • 2014
  • 본 논문은 단순한 후반부 구조를 가진 퍼지 모델을 계층적 구조로 결합한 퍼지 패턴 분류기를 제안한다. 계층적 구조를 가진 퍼지 패턴 분류기의 기본 구조는 단순한 후반부 구조를 가진 퍼지 모델을 사용하여 전체 패턴 분류기의 구조적 복잡성을 높이지 않도록 설계 하였다. 입력공간을 계층적으로 분할하기 위하여 대표적인 퍼지 클러스터링 알고리즘인 Fuzzy C-Means clustering 기법을 이용하였다. 분할된 퍼지 입력 공간의 하위 구조를 분석하기 위하여 conditional Fuzzy C-Means 클러스터링 기법을 이용하였다. 계층적으로 분할된 퍼지 입력공간에 간단한 구조를 가진 퍼지 패턴 분류기를 적용하여 계층적 구조를 가진 패턴 분류기를 설계한다. 계층적으로 퍼지 모델들을 결합함으로써 입력 공간의 정보 분석을 거시적인 관점에서 시작하여 세부적으로 분석이 가능하게 되었다. 제안된 퍼지 패턴 분류기의 성능을 평가하기 위하여 다양한 기계 학습 데이터를 사용하였다.