論文の概要: Augmentation of the Reconstruction Performance of Fuzzy C-Means with an
Optimized Fuzzification Factor Vector
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.05764v1
- Date: Mon, 13 Apr 2020 04:17:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-14 00:29:55.388821
- Title: Augmentation of the Reconstruction Performance of Fuzzy C-Means with an
Optimized Fuzzification Factor Vector
- Title(参考訳): ファジィc-meansの最適ファジィ化係数ベクトルによる再構成性能の増強
- Authors: Kaijie Xu, Witold Pedrycz, Zhiwu Li
- Abstract要約: Fuzzy C-Means (FCM) は情報グラニュラーを構成する最も頻繁に使用される手法の1つである。
本稿では, ファジィ化因子のベクトルを導入することにより, FCMに基づく脱顆粒機構を増強する。
合成データセットと公開データセットの両方で実験が完了し、提案手法が汎用データ再構成手法より優れていることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 99.19847674810079
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Information granules have been considered to be the fundamental constructs of
Granular Computing (GrC). As a useful unsupervised learning technique, Fuzzy
C-Means (FCM) is one of the most frequently used methods to construct
information granules. The FCM-based granulation-degranulation mechanism plays a
pivotal role in GrC. In this paper, to enhance the quality of the degranulation
(reconstruction) process, we augment the FCM-based degranulation mechanism by
introducing a vector of fuzzification factors (fuzzification factor vector) and
setting up an adjustment mechanism to modify the prototypes and the partition
matrix. The design is regarded as an optimization problem, which is guided by a
reconstruction criterion. In the proposed scheme, the initial partition matrix
and prototypes are generated by the FCM. Then a fuzzification factor vector is
introduced to form an appropriate fuzzification factor for each cluster to
build up an adjustment scheme of modifying the prototypes and the partition
matrix. With the supervised learning mode of the granulation-degranulation
process, we construct a composite objective function of the fuzzification
factor vector, the prototypes and the partition matrix. Subsequently, the
particle swarm optimization (PSO) is employed to optimize the fuzzification
factor vector to refine the prototypes and develop the optimal partition
matrix. Finally, the reconstruction performance of the FCM algorithm is
enhanced. We offer a thorough analysis of the developed scheme. In particular,
we show that the classical FCM algorithm forms a special case of the proposed
scheme. Experiments completed for both synthetic and publicly available
datasets show that the proposed approach outperforms the generic data
reconstruction approach.
- Abstract(参考訳): 情報顆粒は粒状コンピューティング(grc)の基本構造であると考えられている。
Fuzzy C-Means(FCM)は、教師なし学習手法として、情報グラニュラーを構築するのに最もよく使われる手法の1つである。
fcmベースの顆粒分化機構はgrcにおいて重要な役割を担っている。
本稿では, 脱粒(再構成)プロセスの品質を向上させるため, fcmベースの脱粒機構を改良し, 脱粒因子のベクトル(不溶化係数ベクトル)を導入し, プロトタイプと分配行列を変更するための調整機構を設定する。
この設計は、復元基準によって導かれる最適化問題と見なされている。
提案方式では,初期分割行列とプロトタイプをFCMにより生成する。
次に、ファズフィケーション係数ベクトルを導入し、各クラスタに対して適切なファズフィケーション係数を形成し、プロトタイプとパーティションマトリックスを変更するための調整スキームを構築する。
粒状化・粒状化過程の教師あり学習モードを用いて, ファズフィケーション係数ベクトル, プロトタイプ, 分割行列の複合目的関数を構築する。
その後,粒子群最適化(PSO)を用いてファジフィケーション係数ベクトルを最適化し,試作機の改良と最適分割行列の開発を行う。
最後に、FCMアルゴリズムの再構成性能を向上する。
我々は開発計画の徹底的な分析を行う。
特に,従来のFCMアルゴリズムが提案手法の特別な場合を形成することを示す。
合成データセットと公開データセットの両方で完了した実験は、提案手法がジェネリックデータ再構成アプローチよりも優れていることを示している。
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