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研究生: 許傳慧
論文名稱: 使用壓縮的模糊c-均數演算法估計混合型常態分配之參數
Using Suppressed FCM Algorithms to Estimate Parameters of Normal Distribution
指導教授: 洪文良
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱:
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 30
中文關鍵詞: 壓縮的模糊c-均數演算法壓縮參數模糊c-均數演算法模糊集合
外文關鍵詞: suppressed fuzzy c-means clustering algorithm, suppressed parameter, fuzzy c-means clustering algorithm, fuzzy sets
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  • 使用壓縮的模糊C-均數演算法估計混合型常態分配之參數
    中文摘要
    模糊c-均數演算法(fuzzy c-means, FCM)於模糊聚類分析中
    是為人所熟知且被廣泛使用的群集方法。於Wu and Yang(2002)中,
    提出新的距離測度,並在c-均數聚類演算法中取代歐幾里得距離度
    量,發展出AFCM演算法。本篇亦提及另一新距離度量,應用於c-均
    數聚類演算法中,稱為CFCM演算法。兩者皆為FCM演算法的推廣。
    此外,為了改善FCM演算法收斂之速度,Fan et al.(2003)亦發表
    了壓縮的模糊c-均數演算法(suppressed fuzzy c-means, S-FCM)。
    本篇論文,將提出新的壓縮參數於S-FCM演算法,稱為修正的壓
    縮模糊c-均數演算法(modify S-FCM, MS-FCM),此想法是基於群與
    群之間的分離強度。把S-FCM演算法及MS-FCM演算法分別應用於AFCM
    演算法與CFCM演算法中,並結合12種資料型態,對混合型常態分配
    作參數之估計。其結果將列表比較,並以參數估計結果之均方差(mean
    squared error, MSE)及平均迭代次數(average number of iteration, NI)作比較的依據。
    由結果發現,於三種不同的演算法中(S-FCM演算法、S-AFCM演
    算法與S-CFCM演算法),加入提出的新壓縮參數後,由於更適用於不
    同的資料型態,因此,對參數估計之精確性與效率性兩方面均有良好
    表現的趨勢。


    Using Suppressed FCM Algorithm to Estimate
    Parameters of Normal Distribution
    Abstract
    The fuzzy c-means clustering algorithm(FCM algorithm)
    is the well known and most powerful method used in cluster
    analysis. Wu and Yan (2002)proposed a new metric to replace
    the Euclidean metric in the c-means clustering algorithm, and
    developed an alternative fuzzy c-means algorithm called AFCM
    algorithm. In this paper, we also propose another new metric
    and apply in the c-means clustering algorithm, which is called
    the Cauchy fuzzy c-means algorithm(CFCM algorithm).Both
    algorithms are the extension of fuzzy c-means algorithm.
    Additionally, intent to improve the convergent speed of the FCM
    algorithm, Fan et al(2003)also proposed the suppressed fuzzy
    c-means(S-FCM).
    In this paper, we also propose a new suppressed parameter
    in S-FCM algorithm, which is called modified S-FCM(MS-FCM),
    the idea is based on the strength given by . We apply
    S-FCM algorithm and MS-FCM algorithm in AFCM algorithm and CFCM
    algorithm individually, and combine these algorithms with
    twelve data types, then estimate parameters of mixed normal
    distribution. To compare with results, we list them in the
    tables, and use the comparisons criterion of mean squared error
    and average number of iteration.
    By the result, we find that the accuracy and efficiency of
    parameter of estimation have good performance in the S-FCM
    algorithm, S-AFCM algorithm and S-CFCM algorithm because the
    proposed new parameter is suitable for different data types.

    目錄 第一章 序論 1 第二章 各演算法之探討 4 FCM演算法 4 FCM演算法流程 4 S-FCM演算法流程 5 MS-FCM演算法流程 5 AFCM演算法 6 AFCM演算法流程 6 S-AFCM演算法流程 7 MS-AFCM演算法流程 7 CFCM演算法 8 CFCM演算法流程 9 S-CFCM演算法流程 9 MS-CFCM演算法流程 9 第三章 數值模擬分析與比較 13 第四章 結論 29 參考文獻 30 圖表目錄 表一:極端值的有無對各演算法群心收斂之影響 11 表二:混合型常態分配之資料型態 14 表三:模擬結果比較 14 (FCM演算法 S-FCM演算法 MS-FCM演算法 最大迭代次數=50 停止標準=0.001) 表四:模擬結果比較 16 (AFCM演算法 S-AFCM演算法 MS-AFCM演算法 最大迭代次數=50 停止標準=0.001) 表五:模擬結果比較 18 (CFCM演算法 S-CFCM演算法 MS-CFCM演算法 最大迭代次數=50 停止標準=0.001) 圖一:模糊演算法關係圖 12 圖二:FCM S-FCM MS-FCM於Test A之MSE比較 23 圖三:FCM S-FCM MS-FCM於Test B之MSE比較 23 圖四:FCM S-FCM MS-FCM於Test C之MSE比較 24 圖五:FCM S-FCM MS-FCM於Test D之MSE比較 24 圖六:AFCM S-AFCM MS-AFCM於Test A之MSE比較 25 圖七:AFCM S-AFCM MS-AFCM於Test B之MSE比較 25 圖八:AFCM S-AFCM MS-AFCM於Test C之MSE比較 26 圖九:AFCM S-AFCM MS-AFCM於Test D之MSE比較 26 圖十:CFCM S-CFCM MS-CFCM於Test A之MSE比較 27 圖十一:CFCM S-CFCM MS-CFCM於Test B之MSE比較 27 圖十二:CFCM S-CFCM MS-CFCM於Test C之MSE比較 28 圖十三:CFCM S-CFCM MS-CFCM於Test D之MSE比較 28

    參考文獻
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