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基于优化初始聚类中心和轮廓系数的K-means聚类算法

孙林  刘梦含  徐久成  
【摘要】:传统K-means聚类算法初始聚类中心以及聚类数目K是随机确定的,聚类结果受其影响较大,这样容易造成聚类结果不稳定且准确率较低。针对上述问题,本文提出一种基于优化初始聚类中心和轮廓系数的K-means聚类算法。首先,为了选出准确的初始聚类中心,引入平均样本距离和误差平方和,构造初始聚类中心的选取方法,使得选取的初始聚类中心是样本相对集中的点,有效避免选择离群点;然后,为了选择出最佳聚类数目K,基于最近簇中心进行簇的合并,基于中位数构造轮廓系数,设计基于中位数的平均轮廓系数评价指标,判断簇合并之后的最佳K;最后,通过以上两种方法选择合理的初始聚类中心和K,进而设计了基于优化初始聚类中心和轮廓系数的K-means聚类算法。在选取的合成数据集和UCI数据集上进行测试与分析。实验结果表明,本文所提算法能够选取最优的K和唯一的初始中心点,获得了更好的聚类结果,同时也提升了聚类算法的稳定性。

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