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基于非负矩阵分解的函数型聚类算法改进与比较

2024-08-15分类号:TP311.13

【作者】王丙参   魏艳华   李旭
【部门】天水师范学院数学与统计学院  山西师范大学数学与计算机科学学院  
【摘要】非负函数型数据可以不等间隔观测,在理论和实践中应用广泛,对其进行聚类可以更好地探索客观规律。文章利用位置积分变换将函数型数据转化为高维向量,再通过非负矩阵分解(NMF)将其转化为低维向量,以此构建函数型聚类算法。针对基于NMF的函数型谱聚类算法,给出了确定聚类个数K的两种方法:一种是根据Laplacian矩阵的特征值确定K;另一种是构建新评价指标,通过搜索确定K。数值实验结果显示:基于位置积分变换和NMF的函数型聚类算法有效,对函数结构要求宽松,但需限制函数取值为正;NMF的秩可通过cophenetic相关系数确定,建议取较小的值,以剔除类的冗余特征。在确定谱聚类的聚类个数K时,建议对降维后的数据进行标准化处理,以缩小样本间的距离变化范围;聚类个数变点图直观有效,再结合特征值差分法确定K很有参考价值,建议阈值取[0.05,0.08];根据吻合度与相似比确定K的方法有效且简单易懂。
【关键词】函数型数据  非负矩阵分解  谱聚类  聚类个数
【基金】山西省自然科学基金青年项目(202203021222223);; 天水师范学院高层次人才科研项目(KYQ2023-13)
【所属期刊栏目】统计与决策
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