基于改进CURE算法的短文本聚类研究与实现
数据挖掘中的短文本聚类算法原理解析
数据挖掘中的短文本聚类算法原理解析数据挖掘是一门利用统计学、机器学习和人工智能等技术，从大量数据中发现有用信息的过程。
在数据挖掘的过程中，短文本聚类算法起到了重要的作用。
本文将对短文本聚类算法的原理进行解析。
一、短文本聚类算法的概述短文本聚类算法是一种将短文本数据分组的技术。
短文本通常指的是长度较短的文本，例如微博、短信等。
由于短文本的特点是信息量少、语义模糊，传统的文本聚类算法在处理短文本时往往效果不佳。
因此，短文本聚类算法应运而生。
二、短文本聚类算法的常用方法1. 基于词频的方法基于词频的短文本聚类算法是最简单的方法之一。
该方法首先对短文本进行分词，然后统计每个词在文本中出现的频率。
接着，根据词频的相似度进行聚类。
这种方法的优点是简单直观，但是忽略了词的语义信息。
2. 基于词向量的方法基于词向量的短文本聚类算法是目前应用较广泛的方法之一。
该方法利用词向量模型（如Word2Vec）将词转换为向量表示，然后根据向量的相似度进行聚类。
这种方法考虑了词的语义信息，能够更好地处理短文本数据。
3. 基于主题模型的方法基于主题模型的短文本聚类算法是一种将短文本转化为主题表示的方法。
主题模型是一种用于从文本中发现主题的统计模型，例如Latent Dirichlet Allocation （LDA）。
该方法将短文本表示为主题分布，然后根据主题分布的相似度进行聚类。
这种方法能够更好地挖掘短文本的语义信息。
三、短文本聚类算法的应用短文本聚类算法在各个领域都有广泛的应用。
例如，在社交媒体分析中，可以利用短文本聚类算法对大量的微博进行分类，从而了解用户的兴趣和情感。
在新闻推荐系统中，可以利用短文本聚类算法对新闻进行分类，从而为用户提供个性化的推荐。
在舆情分析中，可以利用短文本聚类算法对大量的评论进行聚类，从而了解用户对某一事件的态度和情感。
四、短文本聚类算法的挑战与改进短文本聚类算法面临着一些挑战，例如数据稀疏性、语义模糊性等。
基于主题模型的短文本聚类方法研究
基于主题模型的短文本聚类方法研究第一章：引言在信息爆炸的时代，大量的文本数据不断涌现，人们需要从海量的文本中挖掘出有用的信息。
短文本是一种常见的文本形式，它以简洁、精炼的方式表达信息，例如微博、短信、新闻标题等。
由于短文本的特殊性，传统的文本挖掘方法在处理短文本时效果不佳。
因此，本文将着重研究基于主题模型的短文本聚类方法，旨在提高短文本的聚类效果。
第二章：主题模型简介2.1 主题模型概述主题模型是一种用于发现文本隐藏主题的方法。
它基于假设，即每个文档由多个主题组成，并且主题又由一系列词语表示。
2.2 LDA模型Latent Dirichlet Allocation（LDA）是主题模型中最经典和应用广泛的模型之一。
LDA将每个文档看作是主题的混合，每个主题又是词语的分布。
通过对文档中的词语进行推断，可以得到每个文档对应的主题分布。
第三章：基于主题模型的短文本聚类方法3.1 文本预处理由于短文本长度短，常常存在拼写错误、缩略语、特殊符号等问题。
因此，在进行主题模型之前，需要对短文本进行预处理，包括拼写纠错、词语分割等。
3.2 词向量表示为了利用主题模型对短文本进行聚类，需要将短文本转换为向量表示。
传统的方法是基于词袋模型，将文本表示为词频向量。
然而，词袋模型无法捕捉词语之间的语义关系。
因此，本文采用词向量表示方法，将每个词语表示为一个稠密的向量，以捕捉词语之间的语义相似性。
3.3 主题模型聚类基于主题模型的短文本聚类方法包括两个步骤：建立主题模型和利用主题模型进行聚类。
首先，使用LDA模型对文本语料库进行训练，得到每个文档的主题分布。
接着，根据文档的主题分布，将文档划分为不同的簇。
常用的聚类算法有K-means、层次聚类等。
第四章：实验与结果为了验证基于主题模型的短文本聚类方法的有效性，本文使用了一个包含大量短文本的数据集。
首先，对数据集进行预处理，包括去除停用词、词干化等。
然后，使用Word2Vec方法将文本转换为词向量表示。
基于LDA改进的K-means算法在短文本聚类中的研究
基于LDA改进的K-means算法在短文本聚类中的研究冯靖;莫秀良;王春东【摘要】在短文本聚类的过程中,常发现特征词的稀疏性质、高维空间处理的复杂性.由于微博的内容长度限制和特征稀疏性,特征向量的高维度被执行,导致模糊聚类结果.本文使用了Latent Dirichlet Allocation主题模型,对训练数据进行建模,并将主题术语扩展原始微博的特征,从而丰富了聚类文本特征,提高聚类效果.实验结合K-means和Canopy聚类算法对文本数据进行处理,提出了LKC算法,弥补了K-means算法对初始聚类中心点选取的敏感性,结果实现了更高的精度和聚类F1-measure的测量值.F1值提高了10％,准确度提高了2％.%In the process of short text clustering,the sparse nature of the characteristic words,the complexity of the high-dimensional space processing are often found.Due to the content length limitation of the micro blog and its feature sparsity,the high dimensionality of feature vectors is performed,resulted in obscured clustering results.A Latent Dirichlet Allocation (LDA)theme model is proposed to the training data,and extend the subject term into the characteristics of the original micro blog,such that to enrich the category features to improve the clustering consequent.Our experiment combines K-means and Canopy clustering algorithm to process the text data and the results achieve higher accuracy and F1-measure.The F1 value improved by 10％,and the accuracy improved by 2％.【期刊名称】《天津理工大学学报》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】短文本;LDA;K-means聚类;Canopy聚类【作者】冯靖;莫秀良;王春东【作者单位】天津理工大学计算机科学与工程学院天津市智能计算及软件新技术重点实验室,天津300384;天津理工大学计算机科学与工程学院天津市智能计算及软件新技术重点实验室,天津300384;天津理工大学计算机科学与工程学院天津市智能计算及软件新技术重点实验室,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TP391.1自媒体时代[1]，除了新奇的交流体验，微博也产生了大量的冗余或无用的短文本内容.微博数据在舆情监控方面得到广泛的应用，它在舆情信息工作中扮演着不可忽视的角色.传统的K-means算法能够有效地处理大数据集而被广泛使用，但对于微博短文本聚类时通常存在以下局限：（1）聚类的数目和聚类的初始中心点的选取比较敏感.（2）微博的表达非常口语化，语法的使用不规范，通常使用图像、视频、链接和其他多媒体技术.因此，数据收集和预处理过程变得更具挑战性.（3）针对短文本特征关键词词频过低，使用传统的向量空间模型Vector Space Model 模型会陷入维度过高，产生大量的0值，从而不能真实的描述文本.目前，针对短文本特征信息少，只有少量的字可以被分析使用的特性，国内外对短文本聚类[2-3]已经进行了比较深入的研究，文献[4]提出通过结合语义改进K-means短文本聚类算法，通过语义集合表示短文本缓解了短文本特征关键词的稀疏性问题.但是文中语义距离的计算忽略了上下文语境，语义距离的计算不够精确.文献[5]提出一种结合上下文语义的短文本聚类算法，首先通过发现词语间共现关系引入上下文语义信息对传统的TF-IDF权重计算进行修改然后进一步结合潜在语义分析方法降维到潜在语义空间完成短文本聚类，改善了短文本特征不足及特征高维稀疏问题.文献[6]提出基于语义特征选取与改进K均值算法的文本聚类，在对文本进行预处理过程采用语义特征选择进行优化，且改进K-means初始聚类个数，减少了整个聚类算法的时间，提高聚类精度.文献[7]构造了一种针对中文网络短文本的特征表示，构建动态网络，用其支持聚类，可以获得满意的聚类结果.由于短文本，固有的缺陷，为了解决短长度、弱信号和小特征的问题，文献[8]中提出了一种用于短文本分类的语义词典方法.从文本中提取主题是具有挑战性的，文献[9]提出了一种通用框架，可以通过创建lager伪文档的原始文档来创建短文本的主题建模.在最初的实验过程中使用原始的TF-IDF计算权重值发现其并不适用于微博短文本，这种方法没有考虑到文字背后的语义关联，可能在两个文档共同出现的单词很少甚至没有，但两个文档是相似的.考虑到传统主题模型在处理大规模文本时存在的局限性，本文使用LDA主题模型做文本特征抽取，其有效解决了文本挖掘中的特征稀疏等问题.1 聚类算法描述1.1 K-means算法K-means[10]算法是一种top-down的思想，它首先要解决的问题是，确定cluster数量，也就是K的取值.在确定了K后，再来进行数据的聚类.其具体实现过程如下所陈述：输入：待聚类文本数N，聚类数目k，最大迭代次数Stepmax，迭代终止条件m. 输出：k个聚类和迭代次数.1）从N个待聚类的文本选择K个聚类质心点为初始质心，例如c[0]=data[0]，...c[k-1]=data[k-1]；将data[0]...data[n]，分别与 c[0]...c[k-1]比较，若与 c[i]差值最少，就标记为i；2）Repeat.把剩下的点分配到最近的质量中心，形成k团.重新计算每个集群的质心，直到集群中心的质点没有变化或达到最大迭代次数.基于不同的算法，可以利用不同的指标来确定聚类算法的优缺点.对于文本聚类，K-means算法简单有效.但传统的K-means算法对初始聚类中心敏感，结果不同.它很容易进入局部最优，此外，它对噪声和异常值很敏感.因此，本文提出了一种基于LDA主题模型和canopy-kmeans算法的短文本聚类算法.1.2 Latent Dirichlet Allocation模型本文使用LDA文本主题空间模型，对文本特征进行抽取.LDA（Latent Dirichlet Allocation）是一种文档主题生成模型，包含特征词、隐含主题和文档三层结构. 图1 LDA主题模型三层结构图Fig.1 Three-tier structure diagram of LDA theme model在判断文档相关性的时候需要考虑到文档的语义，而语义挖掘的利器是主题模型，LDA[11]就是其中一种比较有效的模型.它可以将文档集中每篇文档的主题以概率分布的形式给出，从而通过分析一些文档抽取出它们的主题（分布）出来后，便可以根据主题（分布）进行主题聚类或文本分类.LDA是一种非监督机器学习技术，可以用来识别大规模文档集或语料库中潜藏的主题信息.本文中利用LDA模型代替传统的VSM模型来提取隐藏的微博主题信息，并进行聚类分析.其有向概率图如下所示：图2 LDA概率图Fig.2 Latent dirichlet allocation model图2中，参数α反映出文本集中不同隐含主题间的相对强弱关系，参数β则代表主题自身的概率分布.z表示隐含主题，w表示词表的每个词，即观察值，θ代表文本-主题概率分布.对于给定的文本集D，包含M个文档，T个主题，而每个文档d中又包含N个词.LDA的主要工作是根据给定的一篇文档，推测其主题分布.LDA定义生成任意一个文本dj的过程陈述如下：1）选择一个N，N表示整个文档集中不同词语的个数；2）选择一个θ，θ是主题分布所服从的多项分布的参数；3）对于文档找那个的每一个词wn：（1）选择一个主题zn；（2）在选定主题zn后，在该主题对应的词分布中选择一个单词 wn，它的概率是p（w|zn，β）.1.3 相似度判定文本聚类的相似度计算使用余弦距离，假设三角形的三条边为a、b和c，边所对应的三个角为A、B和C，那么角A的余弦为：如果将三角形的边当成向量对待，则公式等价于：其中＜b，c＞是向量的内积，|b||c|是向量长度乘积.文本X和文本Y经过结构化处理后对应向量分别是：X1，X2，...X1000和 Y1，Y2，...，Y1000，则两文本间的余弦距离就可以用这两向量的余弦值来表示：在文本相似度判定中，由于文本特征向量定义的特殊性，其cosθ范围为[0，1]，即如果cosθ越接近于1时，两个文本越相似；当cosθ等于1时，则这两个文本是完全重复的；cosθ越小，则两个文本相关度越低.余弦相似度适用于短文本，用余弦距离计算文本的相似度首先基于词频统计的，根据公式（4）也可以看出，该距离的计算难度是随着文本的增多而增大的，因为文本变多，维度也随着提高了. 1.4 LKC聚类算法实现过程任何基于文本的系统都需要文档的一些表示，并且适当的表示取决于要执行任务的种类.聚类[12]是通过合适的策略把相似的对象聚到一个集合，该集合中的对象在某个方面有着相似的属性.本文选用K-Means method结合Canopymethod[13].K-Means是经典的基于原型的目标函数聚类方法，它试图找到最小的一组普通误差标准函数.但其初始K值的选择是随机性的，这会影响到后续实验聚类的结果.所以第一阶段首先使用Canopy算法选择合适的K个点作为初始质心，并排除与大部分数据点相差甚远的数据点.本文LKC聚类算法实验流程如下：图3 聚类算法流程图Fig.3 The flow chart of LKC clusteing alorithm2 实验结果及评价2.1 数据准备实验数据来自微博200万情感短文本.0到3分别对应不同类别的感情，0代表喜悦，1代表愤怒，2代表厌恶，3代表低落.在实验过程中，把这四类情感倾向分为两大类，0为积极，1、2和3为消极.实验中会对文本数据预处理主要使用Python进行文本预处理，包括文本分词，过滤停用词，词频统计，特征选择，文本表示等.中文文本一般需要用分词算法完成分词，它是没有类似英文空格的边界标志，不能像西方语言那样可以根据空格和标点符号完成分词.文本分词是一个处理的关键，词是最小的能够独立运用的语言单位，它的定义非常抽象且不可计算.网上已有许多开放的分词引擎，例如 BosonNLP、IKAnalyzer、NLPIR、SCWS、结巴分词、盘古分词等多款分词系统.停用词（Stop Words），最简单的如汉语中的“啊”、“的”、“啦”等词，它们没有具体的意义，不能体现文本所表示的内容，但几乎在所有文本中都出现，如果在聚类中考虑这些词，那么文本之间的相似性不能表现出内容的相似性，而是一些无意义的相似性，这不是我们所希望的.为此我们建立一个中文停止词词表，通过这个词表去掉短文本中的停用词.使用十分广泛，甚至过于频繁的一些单词，如果分词前就把停用词剔除，会导致分词不准.所以本文在分词后再根据停用词表把字符串中的停用词删掉.2.2 评价标准采用F1值和准确率（Accuracy）来衡量聚类算法的有效性.其中F1的值又取决于精确率（Precision，Pr）、召回率（Recall，Re）.精确率和召回率的计算公式如下：式（5）中：nj表示识别出的个体 j的总数；ni表示测试集中存在的个体总数；nij 表示正确识别的个体总数.F1-measure的值可以定义为（参数β=1时）：准确率（Accuracy）指在一定实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度.2.3 实验结果与分析为了充分验证本文改进算法的有效性，重复抽取数据进行实验，在一定程度上缓解了短文本表征中固有的高维度高稀疏性问题.为了降低实验的误差，对数据进行多次重复性实验.表1是取自迭代次数为300时的11次试验结果，因为每次的数据选取都是随机的，排除了与平均值相差较大的几个数据点.表1 两种算法运行结果对比表Tab.1 Comparison results of two algorithms实验序号标准K-means算法改进算法F1值 Acc F1值 Acc 1 0.550 7 0.533 0 0.625 8 0.511 5 2 0.551 6 0.530 4 0.626 5 0.512 6 3 0.552 1 0.530 7 0.625 3 0.510 4 4 0.553 1 0.530 1 0.625 1 0.511 2 5 0.553 5 0.529 6 0.623 6 0.508 56 0.552 5 0.529 3 0.6227 0.507 1 7 0.549 1 0.532 9 0.6238 0.5079 8 0.5537 0.530 1 0.628 1 0.512 3 9 0.552 4 0.530 3 0.625 6 0.510 9 10 0.553 5 0.5296 0.624 3 0.510 4 11 0.552 2 0.529 6 0.626 3 0.512 8平均值 0.552 2 0.530 5 0.625 1 0.510 5通过图4可以清晰的看出，相对于标准的K-means聚类算法，本文提出的改进的算法在F1-measure值上有明显的提高.从图4中可以看出，第8次重复性实验的结果中F1值为0.6281，较为理想.图4中F1值整体走势相对平缓，证明了基于LDA主题模型改进的K-means聚类算法在短文本数据处理上有一定的可行性. 图4 F1-measure值对比图Fig.4 Comparison diagram of F1-measure value 通过图5可以清晰的看出，本文算法在准确率上较标准的K-means聚类算法有明显的提高.其中在第6次实验中，精确率为0.507 1结果比较优秀.但是，从整体来看，本文改进算法的精确率走势不是特别稳定.由此可见，改进算法在精确率的稳定性上有待提高.图5 Acc值对比图Fig.5 Comparison diagram of Accuracy value图6和图7数值为迭代次数50到400的对比图，其中不同的迭代次数都进行20次重复实验取其平均值，为确保数据的准确性.通过图6和图7可以清晰看出，标准K-means算法和本文改进算法在不同迭代次数时，其F1-measure值和精确率均较标准算法有所提高.经过实验验证本文改进的算法在迭代次数为300时，F1-measure为0.625和精确率为0.51达到最优解.其中在迭代次数为200时，精确率为0.529 8与标准算法相差很少.图6 不同迭代次数F1值对比Fig.6 Comparison of F1values for different iterations图7 不同迭代次数Acc对比Fig.7 Comparison of Accuracy values for different iterations3 结论K-means的时间复杂度是线性的O（n*k*t），其中n为数据对象，k为指定的类别数，t为迭代次数上限，算法简单且收敛速度快，所以更适用于处理大规模文本.但是也存在对噪声和离群点敏感，容易达到局部最优等缺点.实验结果证明，改进的算法虽然在F1值和精确率上较传统算法均有所提高，但是稳定性较差.为了确保实验的准确性，进行了多次重复实验，每次实验数据从38万条数据里随机挑取10%的数据进行实验.在未来的工作中，将使用MapReduce框架来实现K-means 聚类算法.参考文献：［1］Pääkkönen P，Jokitulppo J.Quality management architecture for social media data［J］.Journal of Big Data，2017，4（1）：6.［2］ Xu J，Xu B，Wang P，et al.Self-Taught convolutional neural networks for short text clustering［J］.Neural Netw，2017，88：22-31. ［3］ Sun J G，Liu J，Zhao LY.Clustering algorithms research［J］.Journal of 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一种改进的孤立点消除及网络文本聚类算法
一种改进的孤立点消除及网络文本聚类算法罗姗姗;杜庆治;杨秋萍;龙华【期刊名称】《云南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(032)001【摘要】通过对CURE (Clustering Using Representatives)的研究,在此基础上,针对网络话题文本内容广泛、孤立点较多的特点,增加对孤立点的预处理过程,提出一种适用于网络话题文本聚类的层次聚类算法.该算法能降低算法对孤立点的敏感度,同时提高聚类效率,通过实验证明改进后的算法更适合运用在网络话题文本的快速聚类中.%Based on the research of CURE, a hierarchical Clustering Algorithm for Network texts which have a wide range and include a great deal of outliers has been proposed. This algorithm which have been added a pretreatment process for outliers can reduce the sensitivity of outliers, while improving the clustering efficiency. The experiments show that the improved algorithm is more suitable for fast clustering on network texts.【总页数】4页(P48-51)【作者】罗姗姗;杜庆治;杨秋萍;龙华【作者单位】昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650051;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650051;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650051;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TP301.6【相关文献】1.一种改进的K-means聚类算法与孤立点检测研究 [J], 尹敏杰;东春昭2.一种消除情绪孤立点的中文微博情绪分析 [J], 王世泓;刘宝芹3.一种消除孤立点的微博热点话题发现方法 [J], 赖锦辉;梁松4.一种改进的基于距离的孤立点挖掘算法的研究 [J], 谢文阁;王海虹5.一种对孤立点不敏感的新的K-Means聚类算法 [J], 包志强; 赵媛媛; 胡啸天; 赵研因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法研究及应用》范文
《基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法研究及应用》篇一一、引言随着大数据时代的到来，数据挖掘和机器学习技术得到了广泛的应用。
聚类作为数据挖掘的重要手段之一，其算法的优化和改进一直是研究的热点。
模糊C均值聚类算法（FCM）是一种常用的聚类算法，但其在处理复杂数据时存在一些问题，如对初始参数敏感、易陷入局部最优等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法，旨在提高聚类的准确性和鲁棒性。
二、相关研究概述2.1 模糊C均值聚类算法模糊C均值聚类算法是一种基于划分的聚类方法，通过优化目标函数将数据划分为C个模糊簇。
FCM算法可以处理具有不确定性和模糊性的数据，但其对初始参数的选择敏感，且易受噪声和异常值的影响。
2.2 强化学习强化学习是一种通过试错学习的学习方法，其目标是使智能体在给定的环境中通过试错学习得到最优策略。
强化学习在处理复杂问题和优化问题上具有优势，可以用于优化FCM算法的参数选择。
三、基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法3.1 算法思想本算法结合了强化学习的优点，通过智能体在给定环境中进行试错学习，自动调整FCM算法的参数，以达到最优的聚类效果。
具体来说，智能体通过观察环境和反馈结果来调整其动作（即FCM算法的参数），以达到最大的累计奖励（即聚类效果）。
3.2 算法流程（1）初始化智能体和FCM算法的参数；（2）智能体在给定环境中进行试错学习，根据FCM算法的聚类结果和评价指标计算奖励；（3）智能体根据奖励调整其动作（即FCM算法的参数）；（4）重复步骤（2）和（3），直到达到预设的迭代次数或满足其他终止条件。
四、实验与分析4.1 实验数据集与评价指标为了验证本算法的有效性，我们使用了UCI等公开数据集进行实验。
评价指标包括轮廓系数、NMI（归一化互信息）等。
4.2 实验结果与分析通过与传统的FCM算法和其他改进算法进行对比实验，我们发现本算法在处理复杂数据时具有更高的准确性和鲁棒性。
《基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法研究及应用》
《基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法研究及应用》一、引言随着大数据时代的到来，数据挖掘和机器学习技术得到了广泛的应用。
聚类分析作为数据挖掘领域的一种重要技术，能够根据数据之间的相似性将数据集划分为若干个类别。
模糊C均值聚类算法（FCM）是一种常见的聚类算法，但在处理复杂、动态数据时仍存在一定局限性。
针对这些问题，本文提出了一种基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法，旨在提高聚类的准确性和效率。
二、相关技术背景2.1 模糊C均值聚类算法模糊C均值聚类算法是一种基于划分的聚类方法，通过优化目标函数将数据划分为C个模糊类别。
该算法可以处理具有不确定性和模糊性的数据，但当数据集较大或具有复杂结构时，其计算复杂度和聚类效果有待提高。
2.2 强化学习强化学习是一种机器学习方法，通过试错学习的方式使智能体在环境中进行决策，以实现长期收益的最大化。
强化学习在处理复杂、动态问题时具有较好的效果，可以用于优化模糊C均值聚类算法的参数和策略。
三、基于强化学习的改进模糊C均值聚类算法3.1 算法思路本文提出的算法基于强化学习的思想，通过动态调整模糊C 均值聚类算法的参数和策略，提高聚类的准确性和效率。
具体思路如下：（1）定义智能体和环境：将模糊C均值聚类算法的参数和策略作为智能体的状态和动作空间，将数据集作为环境。
（2）构建奖励函数：根据聚类效果和计算复杂度等因素，构建奖励函数，用于评估智能体的决策。
（3）试错学习：智能体在环境中进行试错学习，通过执行动作调整参数和策略，以最大化长期收益。
（4）更新策略：根据智能体的决策和环境的反馈，更新策略，以优化聚类效果。
3.2 算法实现具体实现过程包括以下步骤：（1）初始化智能体和环境：设置初始的模糊C均值聚类算法参数和策略，以及数据集。
（2）定义奖励函数：根据聚类效果和计算复杂度等因素，定义奖励函数。
（3）试错学习：智能体在环境中进行试错学习，通过执行动作调整参数和策略。
动作包括调整聚类中心、调整隶属度矩阵等。
短文本聚类算法研究
１ ． 短 文本 聚 类
１ ． １文本 聚 类方 法
文本 聚类 是指将文档集合 分组成为 由类似 的文档组 成的多个类 （ 簇） 的过程 。由聚类产生 的簇是文档的集合 ， 同簇中的对象彼此相似 ， 不 同簇 中的对象彼此相异 与分类不 同的是 ． 聚类方法要划分 的类是 未知的 ， 也就是说聚类是一种无指导的学习方法 。文本聚类作为文本 挖 掘的一项基本技术 ， 己经在文本 内容 分析 、 信息检索 等领域获得 了 ３ ． 基 于密度的短文本聚类 广泛 的应用 。 由于聚类 的重要性 ， 人们对聚类方法进行了广泛的研 究 ， 提出了很 多算法 ３ ． １ 基本的密度聚类 方法 聚类 方法 可以分成 五个类别 ： 划分 的方法 。 层次 的方法 ， 基 于密度 基本 的密度聚类方法将具有足够高密度的区域划分为簇 ． 能够 在 的方法 。 基 于网格 的方法 ． 基于模型的方法。 另外有的方法是上述多个 带有噪声的文本数据库 中发现任意形状的簇 。 方法的综合运用 。尽管这些方法不是专门为文本聚类设计 的 ， 但 他们 基本 的密度聚类方法在以下两个方面存 在问题 ： 都可用 于文本 聚类 （ １ ） 低相似性 问题 。 在高维 、 稀疏的样本 空间中（ 如我们所针对的海 １ ． ２短文本聚类 面临的挑 战 量短文） ， 大 多数样本之 间的相似度是很低 的。在相似度很低的情况下， 短文本聚类 是指对短文本文档进行聚类 ． 如用户转发 、 评论 、 关注 个样本 的最临近样本未必就是和它属于相同的簇 ｆ ２ ） 密度的相对性 问题 。不 同的簇可能有不 同的密度特性 ， 距离近 等文本的聚类 于传 统的聚类相 比． 短文本聚类面临 以下挑战 ： 银 河系 中 （ １ ） 短 文本数据 的高维 和稀疏 问题 。 通 常数据库 中会有超过一万 的 的样本 未必就适合划分到相 同的簇 中 一个直观的例子是， 常用词 ， 而每个短文中包 含的词有很少 聚类算 法必 须能够处理高维 的恒星 比太阳系中 的行星更适合划 分到一个簇 中， 尽管太 阳系的行星 之间的距 离更 近 和稀疏 的文本数据 解决 上述 问题 的关键思路是在 定义样本之 间的相似性 时考虑其 （ ２ １ 数据规模问题。 例如在我们 的应用需求 中需要处理上百 Ｇ Ｂ的数 Ｓ ｈ ａ ｒ ｅ ｄ Ｎ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ Ｎ ｅ ｉ ｇ ｈ ｂ ｏ ｒ 。 据。通常的聚类算法在处理这样 的海量数据 时都变得低效甚 至根本无 所 处的环境 ．基于这 种思路定 义共享 近邻 （ Ｎ Ｎ ） 相似度 。 Ｓ Ｎ Ｎ相似度弥补 了传统相似度 的一些缺 陷。 在低相似 的 法运行 。海量短文本数据库中的聚类算法必须具备 良好的可伸缩性。 Ｓ 一个 点的邻进点可 能和它并不属 于相 同的簇 ． 但如果使 （ ３ ） 簇 的表示 和理解 问题 。无论什么聚类方法产生的簇 ． 都需要进 样本区域中 ． Ｎ Ｎ相似度 ． 两个结 点间通常没有更多 的共享 邻居 ． 因此它们的相 行表示并交给用户去理解 文本聚类要求 聚类 的结果必须对一般的用 用 Ｓ Ｎ Ｎ相似度同样能够克服密度得相对性问题。 户是可 以理解 的［ ８ ９ １ 。 通常的算法基于文档的相似性进行 聚类 ， 但很难 似度变得 比较低 。Ｓ ３ ． ２ 短 文本距离计算 解释为什么某些文档会在一个簇中 在有 的应用中 聚类 以后再进行 无论采用什么样 的密度 聚类方法 ． 文档之 间基本的距离计算仍 是 文本 摘 要 来 进 行 簇 的表 示 我们不采用传统的基 于向量 空 （ ４ ） 短文本聚类的精确度 问题。与文本分类应用相 同． 短文本 中的 聚类的关键问题。针对短文本的特点 ． 而是采用基于知网的语义距 离计算 。 关键词 出现次数很少 ． 这使得基于 向量空间模 型和词频统计 的方法难 间模型的欧式距 离 ， ３ ＿ ３并行 化方法 以得到可接受 的准确度 。 使用基于语义 的短文距 离计算及基于 Ｓ Ｎ Ｎ的密度聚类方法 提高 从应 用需求上来讲 ． 短文本聚类 一般可 以有两种 目的 ： 一是得 到 ｋ 个最大 的类 ． 如获取热 门话 题或新 闻事件 ： 二 是获取那些 最小 的类 了聚类 的准确度 ， 但同时也增加了聚类算法的计算复杂度 。为了使 算 法能够适应海量数据 ． 本文采取 了并行化的方法。 或孤立 点， 这在情报分析 中有重要的价值。 针对 短文本挖掘领域 的应用需求和面ｌ ｛ 缶 的挑战 ． 本文提 出两个 聚 算法并行化 的基本思 想是利用数据抽样和 Ｓ Ｎ Ｎ图的划分 。首先 类方法 。一个 是基 于频繁词集 的短文本聚类算法 ， 另一个是基 于密度 对全局数据库进行 抽样 ．随机抽取足够 的样本 并建立其 Ｓ Ｎ Ｎ相 似度 的短文本聚类算 法 图。 设并行挖掘结点的数 目为 ｎ ． 则把 Ｓ Ｎ Ｎ相似度 图划分成 ｎ 个子图 ， ２ ． 基于频繁词集的短文本聚 类 每个子 图对应一个挖掘结点 。进行数据划分时 ， 根据 短文和子图的语 ２ ． １ 基本 聚类方法和簇 的表示 义距离把待聚类的短文划分到对应的挖掘结点。 为 了提高数据划分的 目前已经有一些基于频繁词集 的文本 聚类 算法是在 Ｆ Ｔ Ｓ Ｄ Ｃ的基 效率 ． 实 际上并 不是直接计算短文 和完整的 Ｓ Ｎ Ｎ子 图的语 义距离 ． 而 础上改进而来 Ｆ Ｔ Ｓ Ｄ Ｃ的 目 标是发现无重叠的簇 ． 也就是说每个文档 是使用 Ｓ Ｎ Ｎ子图的概要 图（ 概要图在图划分的时候 生成） 。 这样 的数据 因为如果有很多新 的 只能属 于一个簇 。如果要 发现可 重叠 的簇 ，对算法 稍做 修改 即可 。 划分 和并行 聚类是牺牲 了一定 的聚类准确度 的 ． Ｆ Ｉ ＇ Ｓ Ｄ Ｃ的基本聚类算法分两 个步 骤： ｆ １ ） 对 于每个频 繁词集 。 创建相应 样本处 于两个 Ｓ Ｎ Ｎ子图的边界 ． 就会对整个 Ｓ Ｎ Ｎ图的结构产生影响 。 只要 抽样 的样本 数量足够大 ， 这个 问题基 本可 以忽 的簇 ， 该簇包含 了所有包 含该频繁词集 的文档 ： （ ２ ） 对 已划分 的簇进行 但在 实际应用 中． 调整 ， 去除重叠 ． 把重叠的文档划分 到最合适 的簇 中 略不计 。 ２ ． ２ 并行化方法 ４ ． 结 论 为 了提高可伸缩 性以适应海量 数据 ． ￣ Ｉ ＇ Ｓ Ｄ Ｃ进行 了并 行化处理 ， 从实验结果来 看， 尽管 两个算法 的准确度 超过了 同类 的其它算 法， 其体系结构包括一个 控制结 点和 ｎ 个挖掘结点 并行化 的方法基逻辑 但准确 度仍有 待提高 进一步提 高准确 度应该 考虑更合理地使用语 义 数据划分思想 。假设 控制结点和挖 掘结点处 于一个服务器集群 中， 数 信息和进一步改进 算法。 ● 据库对于每个控制结点和挖掘结点都是可访 问的。 每个挖掘结点处 理 个逻辑分 区． 并不需要数据的移动。 【 参考 文献】 并行化 的 Ｆ ｒ Ｓ Ｄ Ｃ有三个步骤 。（ １ ） 控制结点进行逻辑数据划 分并 ［ １ ］ Ｊ ｕ ｒ ｅ Ｌ ｅ ｓ ｋ ｏ ｖ ｅ ｃ Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｓ ｈ ａ ｗ ｅ — Ｔ ａ ｙ ｌ ｏ ｒ ． Ｓ ｅ ｍ ａ ｎ ｔ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｘ ｔ Ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｓ ｍ ａ ｌ ｌ Ｗｏ ｒ ｌ ｄ 把频繁词集发送到各个挖掘结点 。 （ ２ 海 个挖掘结点采用基本 的 Ｆ Ｔ Ｓ Ｄ Ｃ Ｇｒ ａ ｐ ｈ ｓ ． Ｓ ｕ ｂ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ， Ｌ ａ ｔ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ： Ｓ ｔ ａ ｔ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ 算法来聚类 ， 处理所属分 区上的重叠文档并 去除重叠 。（ ３ ） 控制结 点把 Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｈ ｏ ｐ， ２ ０ ０ ５ ．
一种基于simhash改进的kmeans文档聚类方法
一种基于simhash改进的kmeans文档聚类方法文档聚类是文本挖掘领域中的一个重要问题，它的目标是将文档集合按照某种相似度度量进行划分，使得同一类别内的文档相似度较高，不同类别之间的文档相似度较低。
聚类方法是文档分类、信息检索、文档推荐等应用的基础工具。
传统的文档聚类方法主要是基于TF-IDF等词频统计的方法，存在维度灾难、稀疏性和语义偏移等问题。
Simhash是一种基于局部敏感哈希函数的铆接表示方法，具有对高维空间数据进行相似度度量和降维的优势，因此在文档聚类中得到了广泛应用。
Simhash算法是一种局部敏感哈希函数，其基本思想是通过哈希函数对文档特征进行二值化编码，将原始数据映射到低维空间中，并通过汉明距离来度量文档之间的相似度。
Simhash不仅可以用于文档去重和特征提取，还可以用于文档聚类。
但是传统的Simhash在文档聚类中存在一些问题，例如对短文本效果差、对输入参数敏感、难以处理大规模数据等。
因此需要对Simhash算法进行改进，以适应文档聚类的需求。
一种基于Simhash改进的Kmeans文档聚类方法可以采用以下步骤：1.文档特征提取：对原始文档进行分词处理，利用TF-IDF等方法提取文档特征，得到文档特征向量。
2. Simhash编码：对文档特征向量进行Simhash编码，将文档特征向量映射到低维空间得到Simhash码。
Simhash码是一个定长的二进制编码，将文档特征表示为一个向量。
3.初始化：选取一定数量的初始中心点，可以采用随机选取或者其他方法初始化K个类别中心。
4.计算相似度：对每个文档Simhash码与各个类别中心点的Simhash码进行相似度计算，选择最近的类别中心点作为该文档的类别。
5.更新中心点：对每个类别中心点，重新计算其所属类别的文档的Simhash码的均值作为新的中心点。
6.重复迭代：重复步骤4和步骤5，直到类别中心点稳定或者达到最大迭代次数。
改进的地方主要有以下几点：1.考虑文档长度：传统的Simhash算法对文档长度敏感，会导致短文档和长文档的Simhash码相差较大，因此需要对Simhash算法进行调整，使其对文档长度不敏感。
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分类号 密级 U D C
工程硕士学位论文 基于改进CURE算法的短文本聚类 研究与实现
研 究 生 姓 名 罗姗姗 指导教师姓名、职称 龙华教授 学 科 专 业 电子与通信工程 研 究 方 向 信息处理技术 论 文 工 作 起 止 日 期 2011年1月～2012年4月 论 文 提 交 日 期 2012年4月 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下（或我个人……）进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名： 日 期： 年 月 日 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 关于论文使用授权的说明
本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
（保密论文在解密后应遵守）
导 师 签 名： 论文作者签名： 日 期： 年 月 摘要
I 摘要
在网络作为媒体传播信息日渐频繁的今天，如何从海量的网络文本中，特别是类似新浪微博、twitter这些信息量大、更新速度快的平台所产生的短文本中得到当下热点话题或者是焦点问题显得十分必要。文本聚类这一技术近年来一直被用于信息检索和舆情发现，结合其自身优势，并考虑到网络短文本数据量大、更新速度快等特点，可将文本聚类运用于分析网络短文本话题。 本文首先深入了解并分析了现有各种聚类算法的特性、适用范围以及优缺点。根据网络短文本的特性，选定了CURE算法作为基础进行聚类。保留了CURE算法中通过引入系数错误！未找到引用源。来选取代表点以表示类的形状等步骤，再考虑到网络文本集中孤立点较多的特殊情况，特别加入对孤立点的预处理过程，保证了在聚类前就去除掉大部分孤立点，从而减少聚类中一些不必要的计算同时降低了孤立点对聚类结果的干扰。在验证算法的过程中，还发现在文本表示中所使用的TFIDF公式并不十分适宜于短文本的聚类，所以也将其进行了改进，从而大大提高了聚类准确率。 本文提出了网络短文本聚类算法实现设计，为了验证文中提出的改进算法的聚类效果，从语料库中整理出网络短文本，通过该设计实现了对语料的聚类结果输出。并通过对由查准率和查全率构成的F-measure聚类评价指标和孤立点数量的统计，证明了改进后的算法在F-measure性能指标上优于改进前，并且能更好的避免孤立点对聚类的影响。 关键词：聚类；短文本；CURE；TFIDF 昆明理工大学工程硕士学位论文
II ABSTRACT
III ABSTRACT The network as media becomes more and more frequent day by day, how to dig the Talking Point from a large amount of web short text, especially the similar micro-blog, twitter become very necessary. In recent years, text clustering has been used in information retrieval and public opinion discovery. Considering its own advantages and the amount of short text in network is large and updated frequently, we can apply the text clustering into the analysis of network short text topic. This paper deeply analyzes the characteristics such as application scope, advantages and disadvantages of the existing clustering algorithms. According to the characteristics of web short text, we selected the CURE algorithm as a basis for clustering. Retaining in the representative points of CURE algorithm we add the process of Handling Outliers to filter the large amount of outliers. Ensure the most of outliers can be removed before cluster. By this means, we can reducing the number of unnecessary calculation in clustering, at the same time reducing the interference of outliers in the clustering result. In the process of validating the algorithm, we also found that the TFIDF formula is not very suitable for short text clustering, so we will improve it to greatly improving the clustering accuracy. This paper presents a network short text clustering system design. In order to prove the improvement effect of the algorithm in this paper, we analyze a series of web shot text which selected from the corpus through the system. By the statistics of F-measure of clustering, it is proved that the improved algorithm is better than before. Keywords：Clustering; short text; CURE; TFIDF 昆明理工大学工程硕士学位论文
IV 目录
V 目录 摘要................................................................ I ABSTRACT ......................................................... III 第一章 绪论......................................................... 1 1.1课题研究背景与意义........................................... 1 1.2 相关内容的研究现状 .......................................... 2 1.3 本文研究内容及组织结构 ...................................... 2 第二章 文本聚类相关技术及算法 ...................................... 5 2.1 文本预处理 .................................................. 5 2.1.1分词................................................... 5 2.1.2停用词过滤............................................. 6 2.1.3文本表示模型........................................... 7 2.2 特征值权重计算 .............................................. 8 2.3文本相似度的度量............................................. 9 2.4 聚类分析算法 ............................................... 10 2.4.1 主要聚类算法 ......................................... 11 2.5 聚类分析的相关应用 ......................................... 14 2.6 网络短文本聚类 ............................................. 15 2.7 本章总结 ................................................... 16 第三章 网络短文本聚类相关技术研究及改进 ........................... 17 3.1 TFIDF公式的分析与改进...................................... 17 3.1.1 TFIDF公式的构成原理.................................. 17 3.1.2 TFIDF公式的缺陷分析.................................. 18 3.1.3 对TFIDF公式的改进 ................................... 21 3.2 基于CURE算法的网络短文本聚类算法 .......................... 27 3.2.1 CURE算法简述......................................... 27 3.2.2孤立点................................................ 28 3.2.3 基于孤立点预处理的cure改进算法 ...................... 28 3.3 本章小结 ................................................... 30 第四章 网络短文本聚类算法实现 .................................... 31 4.1语料........................................................ 31 4.2 算法实现 ................................................... 34 4.2.1停用词的处理.......................................... 34 4.2.2 特征值计算 ........................................... 35 4.2.3 孤立点预处理 ......................................... 36