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2008 Fiscal Year Annual Research Report

エントロピーを導入した統計力学的ファジィクラスタリング手法の開発及びその可視化

Research Project

Project/Area Number 19500201
Research InstitutionGifu National College of Technology

Principal Investigator

安田 真  Gifu National College of Technology, 電気情報工学科, 准教授 (80353275)

Keywordsファジィクラスタリング / ファジィc平均法 / ファジィエントロピー / Tsallisエントロピー / 確定的アニーリング法 / シミュレーテッドアニーリング法 / 自己組織化マップ
Research Abstract

1.これまで、主としてファジィエントロピー正則化(最大化)に基づくファジィクラスタリングの研究を行ってきたが、近年統計力学の分野で着目されているTsallisエントロピーを導入したファジィクラスタリングについて検討した。ファジィクラスタリングの目的関数をTsallisエントロピーで最大化することで統計力学的な帰属度関数が導出される。この帰属度関数と確定的アニーリング法を組み合せることでファジィクラスタリングが実現される。数値実験の結果、本手法はファジィエントロピーを導入した従来手法と同様の性能を持つことが確認された。一方、Tsallisエントロピーのパラメータの設定方法は今後に残された課題である。
2.ファジィエントロピー最大化ファジィクラスタリングを用いる場合、クラスタリングの結果は帰属度関数に含まれるパラメータの値に依存する。そこで、クラスタリングは確定的アニーリング法で行い、パラメータの最適化はシミュレーテッドアニーリング法で最適化する手法を提案した。2つのアニーリング法は温度パラメータを利用するため結合が容易である。数値実験の結果、提案手法は従来手法よりも安定して収束し、かつ様々な形状のクラスターを表現可能であることを確認した。
3.確定的アニーリング法に基づくファジィクラスタリングに適した温度の冷却法について検討した。従来法の線形法と指数法(超高速アニーリング法)を数値実験により比較した結果、超高速アニーリング法により高速かつ高精度なクラスタリングを行える可能性を示した。
4.クラスタリングした結果を可視化するには多次元データを低次元に圧縮する必要がある。自己組織化マップ(SOM)は可視化方法としてよく利用されるが、動的なデータの表現には適していない。そのため、ノード交換により前後の時間の特徴を維持した特長マップの初期化法を提案し、数値実験により効果を確認した。

  • Research Products

    (6 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Fuzzy entropy based fuzzy c-means clustering with dete-rministic and simulated annealing methods (掲載確定)2009

    • Author(s)
      M. Yasuda
    • Journal Title

      Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE) Transactions on Information and Systerns Vol. E92-D

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deterministic and simulated annealing approach to fuzzy c-means clustering (掲載確定)2009

    • Author(s)
      M. Yasuda
    • Journal Title

      International Journal of Innovative Computing, Information and Control (IJICIC) Vol. 5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Deterministic and simulated annealing approach to fuzzy c-means clustering2008

    • Author(s)
      M. Yasuda
    • Organizer
      International Symposium on Intelligent Informatics
    • Place of Presentation
      Kumamoto, Japan
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] 確定的アニーリング法を適用したファジィエントロピー正則化ファジィc-平均法の冷却スケジュール2008

    • Author(s)
      高木雅也, 安田真
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
    • Place of Presentation
      愛知県立大学
    • Year and Date
      2008-09-19
  • [Presentation] 動的データにおけるノート交換を用いたSOM特徴マップの初期化2008

    • Author(s)
      金井夏樹, 安田真
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
    • Place of Presentation
      愛知県立大学
    • Year and Date
      2008-09-19
  • [Presentation] Entropy maximization and deterministic annealing approach to fuzzy c-means clustering2008

    • Author(s)
      M. Yasuda
    • Organizer
      International Conference on Soft Computing and 9th International Symposium on Advanced Intelligent Systerns
    • Place of Presentation
      Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2008-09-18

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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