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文档简介

1FCM算法的学习、应用(图像分割)、相关改进研究本人工作:1、什么是FCM算法2、FCM算法怎么应用于图像分割3、影响FCM算法的因素4、自己对于FCM算法改进的思考3模糊C均值聚类算法

FCM算法是一种基于划分的聚类算法,它的思想就是使得被划分到同一簇的对象之间相似度最大,而不同簇之间的相似度最小。模糊C均值算法是普通C均值算法的改进,普通C均值算法对于数据的划分是硬性的,而FCM则是一种柔性的模糊划分。在介绍FCM具体算法之前我们先介绍一些模糊集合的基本知识。

隶属度函数是表示一个对象x隶属于集合A的程度的函数,通常记做μA(x),其自变量范围是所有可能属于集合A的对象(即集合A所在空间中的所有点),取值范围是[0,1],即0<=1,μA(x)<=1。μA(x)=1表示x完全隶属于集合A,相当于传统集合概念上的x∈A。一个定义在空间X={x}上的隶属度函数就定义了一个模糊集合A,或者叫定义在论域X={x}上的模糊子集

。对于有限个对象x1,x2,……,xn模糊集合

可以表示为:(1.1)4模糊C均值聚类算法(续)FCM的目标函数一般化形式:这里uij介于0,1间;ci为模糊组I的聚类中心,dij=||ci-xj||为第I个聚类中心与第j个数据点间的欧几里德距离;且m>1是一个加权指数构造如下新的目标函数,可求得使(1.2)式达到最小值的必要条件:这里

j,j=1到n,是(6.9)式的n个约束式的拉格朗日乘子。对所有输入参量求导,使式(6.10)达到最小的必要条件为:(1.2)(1.3)(1.4)(1.5)和5具体的算法如下:确定聚类类别数c、加权指标m,任意置分类矩阵U(0)

;依次取b=0,1,2,……;根据U(b)和公式(1)计算Vi(b);按如下方式更新U(b)为U(b+1)A、对k=1,……n,计算B、计算数据xk的新隶属函数值:若Ik为空,按公式(2)计算uik;否则,对所有的置uik=0,并取 。

C、比较U(b)和U(b+1)之间的差别,如果,则聚类结束;否则,置b=b+1并返回第3步。模糊C均值聚类算法(续)6简单认识FCM算法MATLAB中提供了FCM函数:[center,U,obj_fcn]=fcm(data,cluster_n,options);%输入:%data----nxm矩阵,表示n个样本,每个样本具有m的维特征值%N_cluster----标量,表示聚合中心数目,即类别数%options----4x1矩阵,其中%options(1):隶属度矩阵U的指数,>1(缺省值:2.0)%options(2):最大迭代次数(缺省值:100)%options(3):隶属度最小变化量,迭代终止条件(缺省值:1e-5)%options(4):每次迭代是否输出信息标志(缺省值:1)%输出:%center----聚类中心%U----隶属度矩阵%obj_fcn----目标函数值总的思想:FCM算法就是对数据进行分类7<例一>数据为:data=rand(100,2),分4类8<例2>彩色图片,

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