論文の概要: Careful Seeding for k-Medois Clustering with Incremental k-Means++ Initialization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02404v2
• Date: Wed, 18 Dec 2024 08:00:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-19 18:59:48.890478
• Title: Careful Seeding for k-Medois Clustering with Incremental k-Means++ Initialization
• Title（参考訳）: 増分k-Means++初期化を用いたk-Medoisクラスタリングのための注意深い探索
• Authors: Difei Cheng, Yunfeng Zhang, Ruinan Jin,
• Abstract要約: K-medoidsクラスタリングはk-meansクラスタリングの一般的な変種であり、パターン認識や機械学習で広く使用されている。 INCKMアルゴリズムと呼ばれる改良されたk-medoidsクラスタリングアルゴリズムが最近提案され、この欠点を克服した。 インクリメンタルk-means++ (INCKPP) アルゴリズムと呼ばれる新しいk-medoidsクラスタリングアルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.4921582710817
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: K-medoids clustering is a popular variant of k-means clustering and widely used in pattern recognition and machine learning. A main drawback of k-medoids clustering is that an improper initialization can cause it to get trapped in local optima. An improved k-medoids clustering algorithm, called INCKM algorithm, which is the first to apply incremental initialization to k-medoids clustering, was recently proposed to overcome this drawback. The INCKM algorithm requires the construction of a subset of candidate medoids determined by one hyperparameter for initialization, and meanwhile, it always fails when dealing with imbalanced datasets with an incorrect hyperparameter selection. In this paper, we propose a novel k-medoids clustering algorithm, called incremental k-means++ (INCKPP) algorithm, which initializes with a novel incremental manner, attempting to optimally add one new cluster center at each stage through a nonparametric and stochastic k-means++ initialization. The INCKPP algorithm overcomes the difficulty of hyperparameter selection in the INCKM algorithm, improves the clustering performance, and can deal with imbalanced datasets well. However, the INCKPP algorithm is not computationally efficient enough. To deal with this, we further propose an improved INCKPP algorithm, called INCKPPsample algorithm, which improves the clustering efficiency while maintaining the clustering performance of the INCKPP algorithm. Extensive results from experiments on both synthetic and real-world datasets, including imbalanced datasets, illustrate that the proposed algorithms outperforms than the other compared algorithms.
• Abstract（参考訳）: K-medoidsクラスタリングはk-meansクラスタリングの一般的な変種であり、パターン認識や機械学習で広く使用されている。 k-メドイドのクラスタリングの主な欠点は、不適切な初期化によって局所的な最適状態に閉じ込められる可能性があることである。 この欠点を克服するために、k-medoidsクラスタリングにインクリメンタル初期化を最初に適用したINCKMアルゴリズムと呼ばれる改良k-medoidsクラスタリングアルゴリズムが最近提案されている。 INCKMアルゴリズムは、初期化のために1つのハイパーパラメータによって決定される候補ミードのサブセットを構築する必要があり、一方、不正なハイパーパラメータの選択で不均衡なデータセットを扱う場合は常に失敗する。 本稿では,非パラメトリックかつ確率的なk-means++初期化を通じて,各ステージに1つの新しいクラスタセンターを最適に追加しようとする,インクリメンタルk-means++(INCKPP)アルゴリズムを提案する。 INCKPPアルゴリズムは、INCKMアルゴリズムにおけるハイパーパラメータ選択の難しさを克服し、クラスタリング性能を改善し、不均衡なデータセットをうまく扱うことができる。 しかし、INCKPPアルゴリズムは計算効率が十分ではない。 さらに,INCKPPアルゴリズムのクラスタリング性能を維持しつつ,クラスタリング効率を向上するINCKPPsampleアルゴリズムという改良されたINCKPPアルゴリズムを提案する。 不均衡なデータセットを含む合成データセットと実世界のデータセットに関する実験の結果は、提案アルゴリズムが他の比較アルゴリズムよりも優れていることを示している。

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