文献综述-基于聚类分析的图像分割算法.doc

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1、基于聚类分析的图像分割算法摘要：聚类是数据挖掘的重要工具，根据数据间的相似性将数据库分成多个类,每类中数据应尽可能相似。从机器学习的观点来看，类相当于隐藏模式，寻找类是无监督学习过程。目前己有应用于统计、模式识别、机器学习等不同领域的几十种聚类算法。本文对数据挖掘中的聚类算法进行了归纳和分类，总结了几类算法并分析了其性能特点。关键词：聚类分析；数据挖掘ImageSegmentationAlgorithmBasedonClusterAnalysisShenHuanxia(SchoolofMathematicsandPhysics,AnhuiUniversityofArchitecture,H

2、efei230601)Abstract:Clusteringisanimportanttoolfordatamining.Thedatabaseisdividedintomultipleclassesaccordingtothesimilaritybetweendata・Thedataineachcategoryshouldbeassimilaraspossible.Fromthepointofviewofmachinelearning,theclassisequivalenttothehiddenpattern,lookingforclassesisunsupervisedlearnin

3、gprocess・Therearedozensofclusteringalgorithmsthathavebeenusedinstatistics,patternrecognition,andmachinelearning.Inthispaper;theclusteringalgorithmsindataminingaresummarizedandclassified,andseveralalgorithmsaresummarizedandtheirperformaneecharacteristicsareanalyzed.Keywords:Clusteringanalysis;datam

4、ining1引言聚类是指将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程所以同一个簇中的对象有很大的相似性，而不同簇间的对象有很大的相界性。聚类分析⑺是指将物理或抽象对象的集合分组为由类似的对象组成的多个类的分析过程，它是一种探索性的群组统计分析技术。在分析的过程中，人们不必事先给出一个分类的标准,聚类分析能够从样本数据出发，自动进行分类，所使用的方法不同，常常会得到不同的结论，不同研究者对于同一组数据进行聚类分析，所得到的聚类数未必一致。聚类分析的冃标就是在相似的棊础上收集数据来分类。聚类源于很多领域，包括数学、计算机科学、统计学、生物学和经济学，在不同的应用领域，很多聚类技术都得到了发展，这些

5、技术方法被用作描述数据，衡量不同数据源间的相似性，以及把数据源分类到不同的簇中⑴【2】。聚类方法的特征如下：1.聚类分析简单直观；2.聚类分析主要应用于探索性的研究，其分析的结果可以提供多个可能的解，选择最终的解需要研究者的主观判断和后续分析；3•不管实际数据中是否真止存在不同的，利用聚类分析都能得到分成若干类别的解；4.聚类分析的解完全依赖于研究者所选择的聚类变量，增加或删除一些变量对最终的解都可能产生实质性的影响；5.研究者在使用聚类分析时应特别注意可能影响结果的各个因素；6.异常值和特殊的变量对聚类有较大影响，当分类变量的测量尺度不一致时，需要事先做标准化处理。2聚类分析方法1）划分

6、聚类算法假设数据集有N个像素或者记录，划分方法将这N个像素分为K个组，代表K个聚类，这K个分组必须满足每个分组都不为空，同时每个记录必须只存在于其中一个分组。通过反复的迭代计算改变分组中的数据，最终使相似的记录属于同一个分组，不相似的记录在不同的分组。经典的划分聚类算法有：K-means：一种典型的划分聚类算法，它用一个聚类的中心来代表一个簇，即在迭代过程中选择的聚点不一定是聚类中的一个点，该算法只能处理数值型数据K-modes：K-Means算法的扩展，采用简单匹配方法来度量分类型数据的相似度。K-medoids：在迭代过程中选择簇中的某点作为聚点，PAM是典型的k-medoids算法。

7、PCM：模糊集合理论引入聚类分析中并提出了PCM模糊聚类算法。2）层次聚类算法层次聚类算法是将数据对象想象成一棵聚类的树，根据树的方向通过自上而下或自下而上的方式完成聚类过程。自上而下的方式叫做分列式的层次聚类，从整个对象开始，不断将属于不同聚类的元素分裂出去，直到达到某个终止条件。自下而上的方式叫做聚合式的层次聚类，将集合中的每个对象都作为一个初始簇，通过一定方法判断相似的簇合并成一个簇，不断反复，直到不再有合并过程发