模糊数学是用数学方法研究和处理具有“模糊性”现象的数学。
模糊正如其字面意思,就是不清晰。比如:“年轻人”这一名词,它的范围难以准确定义。若要判断20岁的张三或80岁的李四是否是“年轻人”,答案自然是明确的!但要判断28岁——35岁左右的人是否属于“年轻人”的集合, 就不那么好确定了。
了解学习模糊算法,必须向杰出的先辈致敬,他就是美国控制论专家
L.A.Zadeh。
1定义:用模糊数学的方法来处理聚类问题;模糊聚类可得到样本属于各个类别的不确定性程度,表达了样本类属的中介性, 更能客观地反映现实世界, 从而成为聚类分析研究的主流。
2基本思想:把经典集合中的隶属关系加以扩充,使元素对“集合”的隶属程度由只能取0与1这两个值推广到可以取单位区间[0,1]中的任意一数值。
3应用领域:模式识别、图像处理、信道均衡、矢量量化编码、神经网络的训练、参数估计、医学诊断、天气预报、食品分类、水质分析等。
4方法:
一、是基于模糊关系(矩阵)的聚类分析方法;
二、基于目标函数的聚类分析方法, 称为模糊C均值(FCM)聚类算法(或称为模糊ISODATA聚类分析法)。
本讲介绍第一类方法, 基于模糊关系(矩阵)的聚类法
基于模糊关系的聚类分析的一般步骤:
(1)数据标准化;
(2) 构造模糊相似矩阵;
(3) 模糊聚类。
第一步,数据预处理(也叫数据标准化)
标准化方法:
(1)平移-标准差变换(标准化公式)
(2)平移—极差变换(也叫极值标准化公式)
(3)对数变换。
第二步:标定(建立模糊相似矩阵)
计算相似程度的方法:
(1) 相似系数法
1)数量积法;2)夹角余弦法;3)相关系数法;4)指数相似系数法;5)最大最小法;6)算术平均最小法;7)几何平均最小法.
(2) 距离法
1)绝对值倒数法;2)绝对值指数法;3)海明距离法;4)欧氏距离法;5)切比雪夫距离法.
(3) 其他方法
主观评定法等等。
第三步:模糊聚类
模糊传递闭包法
(
最适合编程
)
、直接聚类法、最大树法和编网法等。
欲知后事如何,请听下回分解