基于SOM网络与K-means的聚类方法.pdf

简介：
本文探讨了结合自组织映射(SOM)和K-means算法的改进型聚类技术，旨在提高数据分类的准确性和效率。适合于数据分析和技术研究领域的专业人士阅读。 聚类分析是数据挖掘中的关键技术之一，用于将相似的数据对象分组成多个簇或类别，并确保同一簇内的成员之间具有较高的相似性而不同簇之间的差异较大。选择合适的聚类算法对获得良好的聚类效果至关重要。 自组织映射网络（SOM）和K-means都是广泛使用的聚类方法，在实际应用中各有优势且可以互补使用。 SOM是一种基于神经网络的无监督学习技术，它不需要事先指定数据集中的簇的数量。通过竞争性机制，SOM能够形成反映输入数据分布特征的地图，并保持这些点之间的拓扑关系。这意味着相似的数据对象会在地图上接近排列，从而揭示出未标记的数据结构特点。 相比之下，K-means算法则基于距离度量来划分数据集合为若干个预设数量的簇（由用户指定）。其目标是使每个样本与其最近均值的距离平方和最小化。尽管计算效率高且实现简单，但初始中心的选择对最终聚类结果有显著影响，不当选择可能导致陷入局部最优解。 针对K-means算法依赖于初始条件的问题，一种解决方案是利用SOM来改进它。具体来说，在执行正式的K-means之前，可以先用SOM确定数据的基本分区和潜在簇心位置，并将这些信息作为后续聚类过程中的起点。通过这种方式结合使用两种方法能够更好地探索全局最优解。 实验表明，这种混合策略不仅克服了单一算法可能存在的局限性，还提高了整体聚类效果的稳定性与准确性。这种方法特别适用于处理大规模或复杂的数据集，在实际应用中显示出显著的优势。 总之，采用SOM预先确定簇中心位置，并将其作为K-means初始化的基础可以极大地改善聚类的质量和效率。这对于需要高效解决大数据问题的研究人员来说具有重要的参考价值。