論文の概要: MeanCut: A Greedy-Optimized Graph Clustering via Path-based Similarity
and Degree Descent Criterion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04067v1
- Date: Thu, 7 Dec 2023 06:19:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-08 16:07:25.267889
- Title: MeanCut: A Greedy-Optimized Graph Clustering via Path-based Similarity
and Degree Descent Criterion
- Title(参考訳): MeanCut:パスベースの類似性とDregree Descent Criterionによるグレディ最適化グラフクラスタリング
- Authors: Dehua Peng, Zhipeng Gui, Huayi Wu
- Abstract要約: スペクトルクラスタリングは、優れたパフォーマンス、簡単な実装、強力な適応性のために人気があり、魅力的です。
我々は,MeanCutを目的関数として提案し,非破壊グラフ分割の次数降下順で厳密に最適化する。
本アルゴリズムの有効性は,実世界のベンチマークによる検証と顔認識の適用によって実証される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6906005491572401
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As the most typical graph clustering method, spectral clustering is popular
and attractive due to the remarkable performance, easy implementation, and
strong adaptability. Classical spectral clustering measures the edge weights of
graph using pairwise Euclidean-based metric, and solves the optimal graph
partition by relaxing the constraints of indicator matrix and performing
Laplacian decomposition. However, Euclidean-based similarity might cause skew
graph cuts when handling non-spherical data distributions, and the relaxation
strategy introduces information loss. Meanwhile, spectral clustering requires
specifying the number of clusters, which is hard to determine without enough
prior knowledge. In this work, we leverage the path-based similarity to enhance
intra-cluster associations, and propose MeanCut as the objective function and
greedily optimize it in degree descending order for a nondestructive graph
partition. This algorithm enables the identification of arbitrary shaped
clusters and is robust to noise. To reduce the computational complexity of
similarity calculation, we transform optimal path search into generating the
maximum spanning tree (MST), and develop a fast MST (FastMST) algorithm to
further improve its time-efficiency. Moreover, we define a density gradient
factor (DGF) for separating the weakly connected clusters. The validity of our
algorithm is demonstrated by testifying on real-world benchmarks and
application of face recognition. The source code of MeanCut is available at
https://github.com/ZPGuiGroupWhu/MeanCut-Clustering.
- Abstract(参考訳): 最も典型的なグラフクラスタリング法として、スペクトルクラスタリングは、顕著な性能、実装が容易で、適応性が強いため、人気があり魅力的である。
古典的なスペクトルクラスタリングは、ペアワイズユークリッド計量を用いてグラフのエッジウェイトを測定し、指標行列の制約を緩和し、ラプラシアン分解を実行することで最適なグラフ分割を解く。
しかしながら、ユークリッドに基づく類似性は非球面データ分布を扱う際に歪グラフ切断を引き起こす可能性があり、緩和戦略は情報損失をもたらす。
一方、スペクトルクラスタリングでは、十分な事前知識なしでは判断が難しいクラスタの数を指定する必要がある。
本研究では,経路に基づく類似性を活用してクラスタ内の関連性を高めるとともに,MeanCut を目的関数として提案し,非破壊グラフ分割の次々に下降順に最適化する。
このアルゴリズムは任意の形状のクラスタを識別でき、ノイズにロバストである。
類似度計算の計算複雑性を低減するため,最適経路探索を最大スパンニングツリー(MST)の生成に変換するとともに,その時間効率を向上する高速MSTアルゴリズムを開発した。
さらに、弱い連結クラスタを分離するための密度勾配係数(DGF)を定義する。
本アルゴリズムの妥当性は,実世界のベンチマークと顔認識の応用によって実証される。
MeanCutのソースコードはhttps://github.com/ZPGuiGroupWhu/MeanCut-Clusteringで入手できる。
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