K-NN-Centroid: 新一代密度启发式聚类算法

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"一种新的基于k-NN中心密度启发式密度的聚类算法,由Xiaochun Wang、Yiqin Chen和Xia Li Wang等人提出,旨在解决DBSCAN等传统密度聚类算法中参数选择的困难问题。该算法结合了k-NN和中心密度的概念,提高了参数选择的合理性和聚类效果的准确性。实验结果在多个数据集上验证了新算法的有效性。" 基于密度的聚类算法是数据挖掘中的一种关键技术,尤其适用于发现具有不规则形状和不同密度的聚类。传统的密度聚类算法,如DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise),由于其对邻域半径(ε)和最小点数(minPts)的敏感性,往往在实际应用中面临参数设定的挑战。不恰当的参数选择可能导致聚类结果的质量下降,甚至无法正确识别某些聚类。 本研究提出的新型算法——k-NN-Centroid-Inspired Density-Based Clustering Algorithm(k-NN-CDBSCAN),借鉴了k-NN(k最近邻)的思想和中心密度的概念,旨在降低参数选择的难度,同时保持聚类的准确性。k-NN方法通过寻找一个对象的最近邻来评估其环境,而中心密度则考虑了对象与其邻居的距离以及邻居的密度,这种结合使得聚类更具鲁棒性,对参数变化不那么敏感。 在k-NN-CDBSCAN算法中,首先,通过k-NN搜索确定每个点的邻域,并计算其邻域内的点的中心密度。然后,根据中心密度的大小和分布,将点分类为核心点、边界点或噪声点。核心点是高密度区域的代表,边界点位于密度下降的边缘,而噪声点则属于低密度区域。接着,通过连接核心点及其边界点形成聚类,以此构建聚类结构。由于算法对参数的依赖性降低,使得用户更容易选择合适的k值,从而简化了聚类过程。 实验部分,作者在多个具有不同特性的数据集上对比了新算法与经典算法如DBSCAN的表现。结果表明,k-NN-CDBSCAN在保持聚类质量的同时,对参数的选择更为宽容,且在复杂数据集上的性能优于DBSCAN。这证实了新算法在处理各种密度聚类问题时的优越性。 关键词:密度聚类、中心密度、k-NN、k-NN基心密度聚类,反映了该研究的核心内容和技术点。这篇论文提出的新算法为解决基于密度的聚类算法的参数选择问题提供了一个有前景的解决方案,对于数据挖掘领域的实践者和研究人员具有重要的参考价值。