基于人工蜂群算法的K-medoids聚类挖掘研究

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随着大量的社会资源被网络化和数字化,数据浸润各行各业,成为重要的生产要素。从繁杂数据中提取价值信息成为助力生产学习的有效手段,数据挖掘的重要性不言而喻。K-medoids聚类算法是数据挖掘中的有效技术,它在继承了K-means算法优点的基础上,对噪声和离群点过于敏感的不足进行改进,得到了研究者的广泛关注。但K-medoids算法依然容易受到初始聚类中心点随机性的影响。为解决这些问题,本研究提出一种结合改进人工蜂群算法的Kmedoids算法(IABCK-medoids)。本文的主要研究工作如下:(1)针对人工蜂群算法(ABC)易“早熟”、易陷入局部最优、后期收敛速度慢等不足,提出改进人工蜂群算法(IABC)。引入Tent混沌映射方式来选取初始蜂群,增强种群多样性;为平衡算法的开发和探索能力,引入全局最优因子参与到算法过程中,增设交叉操作,有效的增强了蜜蜂的搜索的目的性。通过标准测试函数验证了IABC算法在寻优效果和收敛速度上都有更好的表现。(2)利用IABC算法在求解样本全局极值上的优越性能,同时通过引入高斯相似度函数改进K-medoids算法的目标函数,提高了算法的鲁棒性,将IABC算法与K-medoids算法进行结合,提出IABCK-medoids算法。通过UCI数据集上的实验,证明了IABCK-medoids算法具有更好的聚类效果且更加健壮。(3)为了检验IABCK-medoids算法对大规模数据的处理能力,将IABCKmedoids算法在Map Reduce框架下进行并行化实验,通过对比算法的聚类精度、调整兰德尔系数和加速比三个指标,表明该算法在大规模数据集群环境下仍然有着不错的运算性能。
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