fuzzy clustering
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
The segmentation of noisy images remains one of the primary challenges in image processing. Traditional fuzzy clustering algorithms often exhibit poor performance in the presence of high-density noise due to insufficient consideration of spatial features. In this paper, a novel approach is proposed that leverages both local and non-local spatial information, utilizing a Gaussian kernel to counteract high-density noise. This method enhances the algorithm's sensitivity to spatial relationships between pixels, thereby reducing the impact of noise. Additionally, a C+ means initialization approach is introduced to improve performance and reduce sensitivity to initial conditions, along with an automatic smoothing parameter tuning method. The evaluation results, based on the criteria of fuzzy assignment coefficient, fuzzy segmentation entropy, and segmentation accuracy, demonstrate a significant improvement in the performance of the proposed method.
Keywords: Fuzzy Clustering, Noisy Images, Spatial Information, Gaussian Kernel -
فصلنامه مهندسی معدن، پیاپی 64 (پاییز 1403)، صص 100 -121
تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی ابزار مهمی در پروژه های اکتشاف مواد معدنی، بررسی های زیست محیطی و پایش آلودگی اند. از آن ها می توان به روش های مختلفی استفاده کرد زیرا دسترسی زمین شناسان و دیگر متخصصان را به مسیرها، جاده ها، مناطق صعب العبور و مناطق مسکونی فراهم می کنند. همچنین این تصاویر برای نقشه برداری معدن و دسترسی بالقوه به مناطق اکتشافی و در نظر گرفتن تاثیرات زیست محیطی یک پروژه، گام بزرگی است. تصاویر ماهواره های سنتینل به دلیل باندهای فرکانسی متعددی که ماهواره برداشت می کند و به زمین شناسان، دانشمندان و متخصصان امکان تفسیر طول موج هایی را می دهد که توسط چشم انسان قابل مشاهده نیستند، بسیار مفید است. خاک به عنوان یک منبع ارزشمند تولید منابع غذایی در طبیعت محسوب می شود و پایش آلودگی آن هنگام فعالیت های معدنی بسیار مهم است. به دلیل مشکلات و هزینه های روش های سنتی مانند زمین آمار و ژئوفیزیک و با توجه به پتانسیل بالای فناوری سنجش از دور و داده های ماهوار ه ای چندطیفی این امکان فراهم است تا ویژگی های خاک و آلودگی آن را در سطح وسیع تر، با هزینه و زمان کمتر برآورد شود. با توجه به توضیحات فوق در این تحقیق از تصاویر ماهواره سنتینل 2 برای تهیه نقشه آلودگی سطحی و فیزیکی معدن زغال سنگ در منطقه دامغان، استفاده شده است. روش استفاده شده در این تحقیق ترکیب گرادیان سوبل و خوشه بندی فازی با توجه به قابلیت های عملگر گرادیان در نشان دادن مرزهای تغییرات و خوشه بندی فازی در دسته بندی مرزها بوده است. نتایج بدست آمده نشان داد، روش پیشنهادی می تواند با خطای حدود ده متر، مرزهای مناطق آلوده و سایر قسمت های منطقه را از یکدیگر تفکیک کند.
کلید واژگان: خوشه بندی فازی، ماهواره سنتینل 2، پایش آلودگی، گرادیان سوبل، پردازش تصاویر ماهواره[1] Corresponding Author Human activities, such as mining, constructing highways, and building infrastructures like dams and industrial facilities, have caused significant damage to many natural ecosystems. In addition to disrupting the balance of these ecosystems, some of these activities have led to considerable pollution. Traditional methods, such as geostatistics and geophysics, while helpful info helpful in identifying contaminated areas and measuring the extent of pollution, are often costly, time-consuming, and come with helpful in identifying areas and measuring the extent of pollution, are often expensive, time-consuming and come with various limitations. To address these limitations, remote sensing data can provide an effective solution. The foundation of remote sensing lies in the spectral frequencies or images captured through satellite or drone equipment. Remote sensing data processing methods for identifying the type and estimating the extent of soil contamination fall into three main categories: physical models, mathematical models, and physics-based mathematical models. Given the various challenges associated with remote sensing of pollution in mining areas and their surroundings and the limited research conducted—particularly in Iran—this study addresses a critical important important important necessary conducted undertaken—particularly in Iran—this study addresses the essential gap. Iran hosts numerous mining sites in or near critical environmental ecosystems, making pollution management in these areas a pressing issue. This research proposes a method combining fuzzy clustering and edge-based features to identify surface and physical soil contamination caused by mining activities and coal-washing waste from the eastern Alborz coal preparation plant. This approach uses Sentinel-2 satellite imagery at a 1:100,000 scale for the studied mining area. The study focuses on the eastern Alborz coal mining region in Semnan Province, Iran. This area lies 140 kilometers from the provincial capital, 25 kilometers northeast of Damghan, and 75 kilometers from Shahroud.
Keywords: Fuzzy Clustering, Sentinel 2, Pollution Segmentation, Coal, Satellite Image Processing -
ساختار عملگرها در بیشتر الگوریتم های تکاملی چند هدفه سنتی بر اساس قوانین ثابت اکتشافی مانند تقاطع و جهش است که قادر به یادگیری ساختارها یا خصوصیات مسائل بهینه سازی نیستند. برای تجهیز الگوریتم های تکاملی به توانایی های یادگیری، اخیرا الگوریتم های تکاملی مبتنی بر مدل ارائه شده است. در الگوریتم های تکاملی مبتنی بر مدل، عملگرهای ابتکاری با مدل های یادگیری ماشین مانند مدل های آموزش و نمونه جایگزین می شوند. در این مقاله یک الگوریتم تکاملی چند هدفه مبتنی بر مدل ارائه شده است که در آن هر نسل، یک ناحیه محتمل از فضای جستجو، به وسیله یک مدل احتمالی، می شود. بر روی ناحیه محتمل در فضای جستجو، که همان نقاط غالب، با مرتبه بهتر می باشند، خوشه بندی یا بر اساس روش های فازی انجام می گیرد و یا این که بر روی نقاط غالب با مرتبه اول، یک عملگر انتخاب مسابقه ای ازدحام، صورت می پذیرد تا نقاط بافاصله نزدیک به هم، حذف شوند و نتیجه حاصل به عنوان نقاط مرکزی خوشه ها در نظر گرفته می شود و سپس، خوشه بندی بر اساس نزدیک ترین همسایه ها، صورت می پذیرد. از الگوریتم تجزیه تحلیل مولفه های اصلی، که بهترین روش برای کاهش ابعاد داده به صورت خطی می باشد، برای مدل سازی، استفاده شده است. راه حل های جدید از مدل ساخته شده، بر اساس یک توزیع نرمال، به دست آمده می آیند. روش پیشنهادی مورد آزمایش قرارگرفته است و نتایج حاصل از آن با روش الگوریتم های ژنتیک مرتب سازی نامغلوب، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که این روش سریع تر از روش های قبلی می باشد و با تعداد کمتری تکرار و ارزیابی توابع، نتایج بهتری به دست می آید.کلید واژگان: عملگر انتخابی ازدحام، الگوریتم های تکاملی چند هدفه مبتنی بر مدل، خوشه بندی فازی، بهینه سازی چند هدفه، تحلیل مولفه های اساسیJournal of Innovations of Aplied Information and Communication Technology, Volume:2 Issue: 1, 2024, PP 1 -12The structure of operators in most traditional multi-objective evolutionary algorithms are based on fixed heuristics such as intersection and mutation, which are unable to learn the structures or properties of problems to create. To use evolutionary algorithms to learnability, news of evolutionary algorithms with the model is presented. In model evolutionary algorithms, innovative operators are replaced by machine learning models such as instructional and sample models. In this paper, a multi-objective evolutionary algorithm with a model is presented in which in each generation, a probable area of the search space deserves the model as a possible model. In the decision area in the search space, which are the dominant points, they are better ranked, we have clustered or different fuzzy methods, or on other points with the first order, it is a contest selection action. If you are missing, you take the form to be removed at close range, and the result is considered to be the center of the clusters, and then, clustering is done based on the nearest neighbors. The principal component analysis algorithm, which is the best method for reducing the given dimensions linearly, has been used for the models. New solutions are obtained from the model if it is a normal distribution. The proposed method is tested and the results are compared with the method of non-dominated sorting genetic algorithms. The results show that this method is faster than earlier methods and with fewer repetitions and evaluation of functions, the results are better and bold.Keywords: Crowded Tournament Selection Operator, Model-Based Evolutionary Algorithms, Fuzzy Clustering, Multi-Objective Optimization, PCA
-
The project managers often face challenging due to a scarcity of resources in construction management. Levelling the used resources in multiple projects is a frequently encountered problem in construction areas and manufacturing sectors. This study proposes a robust forensic-based investigation (FBI) algorithm for resource leveling in multiple projects with considerations of different objective functions of resource graphs. The fuzzy c-means clustering approach is fused into the main operation of the FBI to enhance the rate of convergence by utilizing population information. The scheduling examines different objective functions for optimizing resource profile selection. Two application case studies are used to demonstrate the performance of the improved optimization algorithm in dealing with the resource-leveling problem in multiple projects. Experimental findings and statistical comparisons demonstrated that the developed FFBI could acquire high quality solutions and surpass those of compared optimization algorithms.Keywords: Resource Levelling, Fuzzy Clustering, Forensic-Based Investigation Algorithm, Optimization
-
سیستم های توصیه گر زیرمجموعه ای از سیستم های هوشمند پالایش اطلاعات هستند که در فضای اینترنت علایق کاربر را شناسایی نموده و توصیه های مرتبط با سلیقه ی کاربر را ارائه می دهند. پالایش مشارکتی مبتنی بر کاربر، از مهم ترین انواع سیستم های توصیه گر است. از مهم ترین چالش ها در این سیستم ها پراکندگی و حجم زیاد داده ها است که بر کارایی آن ها اثرگذار است. در روش پیشنهادی، برای اولین بار از الگوریتم خوشه بندی فازی C-میانگین مرتب شده و الگوریتم تکاملی ازدحام ذرات تطبیقی آشوبی برای خوشه بندی کاربران استفاده شده است. هدف روش پیشنهادی بهبود میزان خطای پیش بینی در مجموعه داده های حجیم با پراکندگی زیاد و کاهش تاثیر داده های پرت و نویز است. به منظور ارزیابی و اثبات کارایی روش پیشنهادی، آزمایش هایی روی پایگاه داده های واقعی اجرا شده است. نتایج آزمایش ها نشان دهنده ی برتری روش پیشنهادی نسبت به روش های مرز دانش بر اساس معیارهای میانگین خطای مطلق، جذر میانگین مربعات خطا، نرخ صحت و زمان محاسباتی است.
کلید واژگان: سیستم توصیه گر، پالایش مشارکتی، خوشه بندی فازی، الگوریتم تکاملی، الگوریتم ازدحام ذرات تطبیقی آشوبیRecommender systems are a subset of intelligent information filtering systems that discovers user interests and provide user-friendly recommendations. User-based collaborative filtering recommender systems is one of the most important types of recommender systems. However, they are faced with voluminous data and sparsity problems that have negative effects on the performance of the systems. In the proposed method, fuzzy C-ordered means clustering algorithm is integrated with a chaotic self-adaptive particle swarm evolutionary algorithm for clustering users. The proposed method aims to improve the rating prediction in large sparse datasets and reduce the negative impact of outliers and noisy data. Experiments have been conducted on real-world datasets to evaluate and prove the efficiency of the proposed method. Experimental results show the superiority of the proposed method that the state-of-the-art methods based on prediction error criteria, accuracy rates, and the computational time.
Keywords: Recommender Systems, Collaborative Filtering, Fuzzy Clustering, Evolutionary Algorithm, Chaotic Self-Adaptive Particle Swarm Optimization Algorithm -
Fleet routing is one of the basic solutions to meet the good demand of customers in which decisions are made based on the limitations of product supply warehouses, time limits for sending orders, variety of products and the capacity of fleet vehicles. Although valuable efforts have been made so far in modeling and solving the fleet routing problem, there is still a need for new solutions to further make the model more realistic. In most research, the goal is to reach the shortest distance to supply the desired products. Time window restrictions are also applied with the aim of reducing product delivery time. In this paper, issues such as customers' need for multiple products, limited warehouses in terms of the type and number of products that can be offered, and also the uncertainty about handling a customer's request or the possibility of canceling a customer order are considered. We used the random model method to deal with the uncertainty of customer demand. A fuzzy clustering method was also proposed for customer grouping. The final model is an integer linear optimization model that is solved with the powerful tools of Mosek and Yalmip. Based on the simulation results, it was identified to what extent possible and accidental changes in customer behavior could affect shipping costs. It was also determined based on these results that the effective parameters in product distribution, such as vehicle speed, can be effective in the face of uncertainty in customer demand.
Keywords: Fleet Routing, Fuzzy Clustering, Predictive Model, Control Uncertainty, Integer Linear Optimization -
کاربرد لوله های آلومینیومی آلیاژی دارای عملیات حرارتی با سختی بالا (AA7075-T6) در صنایع مختلف به دلیل خواص مطلوب آن ها از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، ماشین پذیری عالی و شکل دهی مناسب در حال گسترش روزافزون می باشد و از طرفی با توجه به حساس بودن این نوع لوله ها به پدیده ترک خوردگی تنشی، ارزیابی و پایش مکانیزم های مرتبط با این موضوع اهمیت قابل توجهی در صنعت پیدا کرده است. در این پژوهش، از روش خوشه بندی فازی (FCM) جهت تشخیص سیگنال های آکوستیک امیشن مرتبط با مکانیزم-های ترک خوردگی تنشی لوله آلومینیومی بهره گرفته شده است. استفاده از این روش، ضمن آشکار نمودن خوشه ها به روش بدون ناظر منجر به کلاسه بندی و تفکیک مناسب تر داده ها می گردد. در این راستا یک سیستم آزمایشگاهی شامل ویو گاید، محفظه محلول خورنده، نمونه های آلومینیومی قوسی شکل مطابق استاندارد ASTM-E399 به همراه تجهیزات آکوستیک امیشن طراحی و آماده گردید. سپس با استفاده از آزمون نرخ کرنش آهسته (SSRT) و دریافت سیگنال های AE به صورت همزمان، نمونه آلومینیومی AA7075-T6 در دو محیط خورنده (HCL9% و HCL33%) برای شناسایی دو نوع مکانیزم اصلی ترک خوردگی تنشی شامل حل شدن آندی و تردی هیدروژن (کاتدی) قرار گرفت. برای آنالیز سیگنال های بدست آمده، پنج پارامتر توصیفی آکوستیکی شامل زمان اوج، ضرب آهنگ، انرژی، دامنه و مدت زمان استمرار مورد استفاده قرار گرفت. جهت انتخاب موثرترین مشخصه های آکوستیکی و کاهش حجم اطلاعات از روش آنالیز اجزای اصلی استفاده شد. در ادامه با روش فازی (خوشه بندی FCM) پیرو داده های بهینه شده از آنالیز اجزاء اصلی، تشخیص و تفکیک این دو نوع مکانیزم خوردگی میسر گردید. مطابق نتایج بدست آمده، مشخص گردید که مکانیزم غالب در پدیده ترک خوردگی تنشی در محلول خورنده HCL، مکانیزم حل شدن آندی می باشد که با افزایش غلظت یون های H+ و -C، ضمن افزایش چگالی جریان خوردگی، میزان وابستگی خوردگی تنشی به این مکانیزم افزوده می شود.کلید واژگان: ترک خوردگی تنشی، آکوستیک امیشن، خوشه بندی فازی، لوله آلومینیومیHigh strength aluminum alloy pipes (AA7075-T6) has been widely used in various industries due to their favorable properties, Such as high strength to weight ratio, excellent machinability and proper forming. On the other hand, according to the susceptible to phenomenon of stress corrosion cracking, the evaluation and monitoring of mechanisms related to this issue is of considerable importance in the industry. In this research, Fuzzy clustering method (FCM) has been used to detect acoustic emission signals related to stress corrosion cracking mechanisms of aluminum pipe. Using this method, while revealing the clusters in an unsupervised method, leads to more appropriate classification and separation of data. In this regard, a laboratory system including waveguide, corrosive solution chamber, and arc-shaped aluminum samples according to ASTM-E399 standard along with acoustic emission equipment was designed and prepared. Then, using the slow strain rate test (SSRT) and receiving AE signals simultaneously, the AA7075-T6 aluminum sample was placed in two corrosive environments (HCL9% and HCL33%) to identify the two main mechanisms of stress corrosion cracking, including anodic dissolution and hydrogen embrittlement (cathodic). Five descriptive acoustic parameters including rise time, count, energy, amplitude and duration were used to analyze the obtained signals. In order to select the most effective acoustic characteristics and reduce the amount of information, principal component analysis was used. Subsequently, with the fuzzy method (FCM clustering) based on the optimized data from the analysis of the main components, it was possible to distinguish and separate these two types of corrosion mechanisms. According to the obtained results, it was found that the dominant mechanism in the phenomenon of stress corrosion cracking in HCL corrosive solution is the anodic dissolution mechanism, which in addition to increasing the corrosion current density, increases the dependence of stress corrosion on this mechanism by increasing the concentration of H+ and C- ions.Keywords: Stress Corrosion Cracking, Acoustic Emission, Fuzzy Clustering, Aluminum pipe
-
شبکه های حسگر بی سیم (WSN) ایمن ترین و پرکاربردترین شبکه های موجود هستند که برای نظارت و کنترل محیط و کسب اطلاعات محیطی به منظور تصمیم گیری مناسب در محیط های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از ویژگی های بسیار مهم شبکه های حسگر بی سیم طول عمر آنهاست. دو عامل مهم برای افزایش طول عمر شبکه ها به ذهن متبادر می شود: این عوامل حفظ پوشش شبکه و کاهش مصرف انرژی گره های حسگر به طور همزمان با مصرف یکنواخت انرژی توسط همه آنها می باشد. خوشه بندی به عنوان روش بهینه جمع آوری داده ها برای کاهش مصرف انرژی و حفظ پوشش شبکه در شبکه های حسگر بی سیم استفاده می شود. در شبکه های خوشه ای، هر گره داده های به دست آمده را به سر خوشه ای که به آن تعلق دارد، ارسال می کند. پس از اینکه یک سر خوشه تمام داده ها را از تمام گره های عضو جمع آوری کرد، داده ها را به ایستگاه پایه (سینک) منتقل می کند. با توجه به اینکه منطق فازی جایگزین مناسبی برای سیستم های پیچیده ریاضی است، در این مطالعه، مدل اعتماد مبتنی بر منطق فازی از روش خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم استفاده می کند. به این ترتیب سنسورهای سر خوشه از میان حسگرهایی با قابلیت اطمینان بالا با کمک قوانین فازی انتخاب می شوند. در نتیجه بهترین و قابل اعتمادترین حسگرها به عنوان سر خوشه انتخاب خواهند شد. نتایج شبیه سازی در نرم افزار متلب نشان می دهد که به این ترتیب در مقایسه با پروتکل های K-Means، FCM، خوشه بندی تفریقی و خوشه بندی فازی چند هدفه، مصرف انرژی در گره های خوشه ای کاهش یافته و طول عمر شبکه افزایش می یابد.
کلید واژگان: سر خوشه، خوشه بندی فازی، طول عمر شبکه، مدل اعتماد، شبکه حسگر بی سیمWireless sensor networks (WSNs) are the safest and most widely used existing networks, which are used for monitoring and controlling the environment and obtaining environmental information in order to make appropriate decisions in different environments. One of the very important features of wireless sensor networks is their lifetime. Two important factors come to mind to increase the lifetime of networks: These factors are maintaining the coverage of the network and reducing the energy consumption of sensor nodes simultaneously with the uniform consumption of energy by all of them. Clustering, as the optimal method of data collection, is used to reduce energy consumption and maintain the coverage of the network in wireless sensor networks. In clustered networks, each node transmits acquired data to the cluster head to which it belongs. After a cluster head collects all the data from all member nodes, it transmits the data to the base station (sink). Given that fuzzy logic is a good alternative for complex mathematical systems, in this study, a fuzzy logic-based trust model uses the clustering method in wireless sensor networks. In this way, cluster-head sensors are elected from among sensors with high reliability with the help of fuzzy rules. As a result, the best and most trusted sensors will be selected as the cluster heads. The simulation results in MATLAB software show that in this way, in comparison with K-Means, FCM, subtractive clustering, and multi-objective fuzzy clustering protocols, the energy consumption in clustered nodes will decrease and the network’s lifetime will increase.
Keywords: Cluster Head, Fuzzy Clustering, Network Lifetime, Trust Model, Wireless Sensor Network -
Journal of Optimization in Industrial Engineering, Volume:15 Issue: 33, Summer and Autumn 2022, PP 283 -294In healthcare, the Patient Appointment Scheduling (PAS) problem is one of the critical issues in Outpatient Chemotherapy Clinics (OCC). In the wake of this, this paper proposes a novel bi-objective mathematical programming model for solving the PAS problem in OCC. The developed mathematical model is inspired by cellular manufacturing. The first objective function minimizes the completion time of all treatments, and the second objective function maximizes the use of nurses' skills while considering clustered patients about their characteristics. To solve the bi-objective mathematical model, for the first time a hybrid approach based on Torabi-Hassini (TH) and Lagrange method is utilized. The results indicate that an increase in the number of nurses will enhance the treatment completion speed and allocation of nurses’ work skill. On the other hand, an increase in the number of chairs in clinics will decrease the assignments of nurses’ skills priority. The study supports decision makers in considering nurses' skills for the PAS problem. The results also denote the desirability of the proposed model. To validate the proposed model, OCC in Tehran is considered as a case study. Computational results reveal that considering nurses' skills in OCC and using the fuzzy clustering model, as a new method in patient clustering, lead to achieving a desirable and more realistic outcome.Keywords: Patient appointment scheduling, Mathematical programming model, Outpatient chemotherapy, fuzzy clustering
-
تشخیص ریزدانه های کلسیم در تصاویر ماموگرافی سینه در تشخیص زودهنگام سرطان از اهمیت زیادی برخوردار است. شناسایی این ریزدانه ها به طور دستی و توسط افراد متخصص انجام می گیرد که با هزینه بالا و خطا همراه است. در این مقاله یک روش جدید مبتنی بر الگوریتم خوشه بندی فازی برای شناسایی ریزدانه در تصاویر ماموگرافی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی کیفیت پایین تصاویر ماموگرافی به کمک پیش پردازش بهبود داده می شود. با تعریف یک تابع عضویت مناسب در خوشه بندی فازی، نواحی ریزدانه شناسایی شده اند. دقت و حساسیت ناحیه مطلوب دارای ریزدانه شناسایی شده با ناحیه ای که توسط پزشک استخراج شده مقایسه شده است. دقت شناسایی ناحیه مطلوب 79/96 درصد و حساسیت این شناسایی 20/97 درصد به دست آمده است که نسبت به روش قبلی دقت و حساسیت شناسایی ریزدانه بهبود پیدا کرده است (دقت شناسایی ناحیه مطلوب 95 در صد و حساسیت 52/90 در صد). در ادامه به کمک شبکه عصبی انتشار به جلو با الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا، به طبقه بندی نواحی استخراج شده به دو دسته خوش خیم و بدخیم پرداخته شده است. معیارهای دقت شناسایی، حساسیت، نرخ اخباری مثبت و منفی برای ارزیابی دقت تشخیص خوش خیم و بدخیم بودن ریزدانه به کار گرفته شد. دقت شناسایی 50/97 درصد، حساسیت 13/98 درصد، نرخ اخباری مثبت 30/98 درصد و منفی 32/96 درصد، بیان کننده نتایج مطلوب از روش پیشنهادی در این مقاله است. دلیل برتری روش پیشنهادی دقت بالا در استخراج ناحیه مورد نظر و همچنین ویژگی های متمایز استخراج شده از ناحیه مورد نظر است.کلید واژگان: ریزدانه کلسیم، سرطان سینه، تصاویر ماموگرام، خوشه بندی فازی، طبقه بندی، استخراج ویژگیDetection of calcium particles in breast mammography images is important in the early detection of cancer. Identification of these particles is done manually by experts, which is associated with high cost and error. In this paper, a new method based on fuzzy clustering algorithm for fine-grained detection in mammographic images is proposed. In the proposed method, the low quality of mammographic images is improved with the help of preprocessing. By defining an appropriate membership function in fuzzy clustering, fine-grained regions are identified. Finally, the identified areas were classified into benign and malignant groups with the help of forward propagation neural network with error propagation training algorithm. The accuracy of identification of the desired area is 96.79% and the sensitivity of this identification is 97.20%. Compared to the previous method, the accuracy and sensitivity of fine-grained identification has been improved (95% of the desired area identification accuracy and 90.52% sensitivity). In the classification of areas with the help of neural network, the accuracy was 97.5%. Evaluation criteria showed the superiority of the proposed method in the extraction of calcium particles and classification. The reason for the superiority of the proposed method is the high accuracy in extracting the desired area as well as the distinctive features extracted from the desired area.Keywords: Microcalsiom, breast cancer, Mammogram images, Fuzzy clustering, classification, feature extraction
-
ساختار عملگرها در بیشتر الگوریتم های تکاملی چند هدفه سنتی بر اساس قوانین ثابت اکتشافی مانند تقاطع و جهش است که قادر به یادگیری ساختارها یا خصوصیات مسایل بهینه سازی نیستند. برای تجهیز الگوریتم های تکاملی به توانایی های یادگیری، اخیرا الگوریتم های تکاملی مبتنی بر مدل ارایه شده است. در الگوریتم های تکاملی مبتنی بر مدل، عملگرهای ابتکاری با مدل های یادگیری ماشین مانند مدل های آموزش و نمونه جایگزین می شوند. در این مقاله یک الگوریتم تکاملی چند هدفه مبتنی بر مدل ارایه شده است که در آن هر نسل، یک ناحیه محتمل از فضای جستجو، به وسیله یک مدل احتمالی، می شود. بر روی ناحیه محتمل در فضای جستجو، که همان نقاط غالب، با مرتبه بهتر می باشند، خوشه بندی یا بر اساس روش های فازی انجام می گیرد و یا این که بر روی نقاط غالب با مرتبه اول، یک عملگر انتخاب مسابقه ای ازدحام، صورت می پذیرد تا نقاط بافاصله نزدیک به هم، حذف شوند و نتیجه حاصل به عنوان نقاط مرکزی خوشه ها در نظر گرفته می شود و سپس، خوشه بندی بر اساس نزدیک ترین همسایه ها، صورت می پذیرد. از الگوریتم تجزیه تحلیل مولفه های اصلی، که بهترین روش برای کاهش ابعاد داده به صورت خطی می باشد، برای مدل سازی، استفاده شده است. راه حل های جدید از مدل ساخته شده، بر اساس یک توزیع نرمال، به دست آمده می آیند. روش پیشنهادی مورد آزمایش قرارگرفته است و نتایج حاصل از آن با روش الگوریتم های ژنتیک مرتب سازی نامغلوب، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که این روش سریع تر از روش های قبلی می باشد و با تعداد کمتری تکرار و ارزیابی توابع، نتایج بهتری به دست می آید.
کلید واژگان: عملگر انتخابی ازدحام، الگوریتم های تکاملی چند هدفه مبتنی بر مدل، خوشه بندی فازی، بهینه سازی چند هدفه، تحلیل مولفه های اساسیJournal of Innovations of Aplied Information and Communication Technology, Volume:1 Issue: 3, 2022, PP 1 -12The structure of operators in most traditional multi-objective evolutionary algorithms are based on fixed heuristics such as intersection and mutation, which are unable to learn the structures or properties of problems to create. To use evolutionary algorithms to learnability, news of evolutionary algorithms with the model is presented. In model evolutionary algorithms, innovative operators are replaced by machine learning models such as instructional and sample models. In this paper, a multi-objective evolutionary algorithm with a model is presented in which in each generation, a probable area of the search space deserves the model as a possible model. In the decision area in the search space, which are the dominant points, they are better ranked, we have clustered or different fuzzy methods, or on other points with the first order, it is a contest selection action. If you are missing, you take the form to be removed at close range, and the result is considered to be the center of the clusters, and then, clustering is done based on the nearest neighbors. The principal component analysis algorithm, which is the best method for reducing the given dimensions linearly, has been used for the models. New solutions are obtained from the model if it is a normal distribution. The proposed method is tested and the results are compared with the method of non-dominated sorting genetic algorithms. The results show that this method is faster than earlier methods and with fewer repetitions and evaluation of functions, the results are better and bold.
Keywords: Crowded Tournament Selection Operator, Model-based evolutionary Algorithms, Fuzzy clustering, Multi-Objective Optimization, PCA -
امروزه شبکه های کامپیوتری در جهان کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند. به دلیل استفاده گسترده از اینترنت، سیستم های رایانه ای، مستعد سرقت اطلاعات هستند که منجر به ظهور سیستم های تشخیص نفوذ (IDS) شده است. امنیت شبکه در پاسخ به افزایش اطلاعات حساس، به یک موضوع اساسی در علوم کامپیوتر تبدیل شده است. در پژوهش حاضر سیستم تشخیص نفوذ غیرنظارتی مبتنی بر خوشه بندی فازی (FCM) با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی نهنگ (WOA) پیشنهاد شده است و با مجموعه داده استاندارد تشخیص نفوذ 99 KDD Cup مورد آزمایش قرار گرفت. در این روش به منظور جداسازی فعالیت های نفوذی از فعالیت های عادی، خوشه بندی C- میانگین فازی مورد استفاده قرارگرفته و از الگوریتم بهینه سازی نهنگ برای به دست آوردن تفکیک بهینه بین این فعالیت ها استفاده شده است. جهت کمک به FCM، از WOA استفاده شده است تا از مراکز خوشه های اولیه مناسب به جای مراکز تصادفی استفاده کند. نتایج تجربی بر روی مجموعه داده 99KDD Cup حاکی از بهبود نرخ همگرایی، صحت و همچنین نرخ هشدار اشتباه توسط الگوریتم WOA-FCM در قیاس با سایر روش های غیر نظارتی می باشد. از همین رو، یافته های پژوهش حاضر می تواند در زمینه حل مسایل پیچیده مرتبط با IDS موثر واقع شود.کلید واژگان: سیستم تشخیص نفوذ (IDS)، خوشه بندی C- میانگین فازی (FCM)، الگوریتم بهینه سازی نهنگ (WOA)، منطق فازی، خوشه بندی فازی، WOA-FCMNowadays, computer networks are being widely used in the world. Due to the widespread use of the internet, computer systems are prone to information theft and this has led to the emergence of intrusion detection systems (IDS). Thus, network security has become an essential subject in computer science responding to the increase of sensitive information. The current research has used fuzzy C-means (FCM) and Whale optimization algorithm (WOA) to propose an unsupervised machine learning intrusion identification system and has tested it with the KDD Cup 99 standard intrusion detection dataset. In this method, fuzzy C-means has been applied in order to distinguish intrusive activities from normal activities and Whale optimization algorithm has been used to achieve optimal separations among these activities. In order to help FCM, the WOA has been applied to start with suitable cluster centers rather than randomly initialized centers. Experimental results on KDD Cup 99 dataset showed that the proposed method offers higher detection accuracy and a lower false alarm rate compared to other similar algorithms. Therefore, the findings of the present study would be effective in solving complex problems related to IDS.Keywords: Intrusion Detection System (IDS), Fuzzy C-Means (FCM), Whale Optimization Algorithm (WOA), Fuzzy Logic, Fuzzy clustering, WOA-FCM
-
پیشینه و اهداف:
بسیاری از سیستم های یادگیری مرسوم مبتنی بر داده های ایستا هستند و همه دانش آموزان را یکسان و مشابه در نظر می گیرند. بنابراین نمی توانند پاسخگوی نیازها و سلایق متنوع آن ها باشند. مشکل اصلی آن ها، درنظر نگرفتن علاقه مندی ها و تعاملات پیشین کاربران است. سیستم های پیشنهاد دهنده یادگیری الکترونیکی با هدف غلبه بر این مشکلات و پیشنهاد مناسب ترین دوره های آموزشی شخصی سازی شده به هر کاربر مطرح شده اند. هدف این مقاله،ارایه یک سیستم پیشنهاد دهنده یادگیری الکترونیکی مبتنی بر اعتماد با استفاده از خوشه بندی فازی با در نظر گرفتن تعاملات پیشین کاربران و تمایلات آن ها است. بدین منظور از کاوش قوانین انجمنی وزن دار و پیش بینی رتبه برای تولید لیست کاندید دوره های آموزشی و رتبه بندی مجدد لیست کاندید برای تولید لیست نهایی استفاده شده است.
روش هادر این مقاله یک روش جدید مبتنی بر ترکیب روابط اعتماد بین کاربران و شباهت علایق آن ها برای محاسبه میزان تشابه کاربران در یک سیستم پیشنهاددهنده یادگیری الکترونیکی با هدف پیشنهاد دوره های آموزشی به کاربران ارایه شده است که از روش خوشه بندی فازی و قوانین انجمنی وزن دار استفاده می کند. در روش پیشنهادی بعد از بررسی شباهت میان کاربران و ساخت ماتریس اعتماد، ادامه مراحل به دو فاز کلی تقسیم می شود: فاز خوشه بندی کاربران و فاز تولید پیشنهاد دوره های آموزشی مناسب برای کاربر. فاز خوشه بندی شامل دو مرحله است که در مرحله اول با استفاده از الگوریتم X-Means، تعداد بهینه خوشه ها به دست می آید و در مرحله دوم بر اساس تعداد خوشه های به دست آمده، خوشه بندی C-Means فازی انجام می شود. در فاز ایجاد پیشنهاد برای کاربر، با استفاده از قوانین انجمنی وزن دار و بر اساس خوشه های نهایی که برای کاربران حاصل شده اند، رتبه موردنظر کاربر هدف، برای هر آیتم آموزشی با توجه به همسایه های خوشه های کاربر پیش بینی می شود. در نهایت بر اساس رتبه های پیش بینی شده، N آیتم آموزشی با رتبه بالاتر به عنوان آیتم های مورد علاقه کاربر هدف به وی پیشنهاد می شوند.
یافته هاپیاده سازی و ارزیابی روش پیشنهادی بر روی مجموعه داده Moodle نشان می دهد که با کاهش دو معیار میانگین خطای مطلق و خطای جذر میانگین مربعات، دقت پیشنهاد های ارایه شده با استفاده از روابط اعتماد افزایش یافته و نرخ پوشش کاربران و رتبه ها نیز با استفاده از خوشه بندی فازی و قوانین انجمنی وزن دار نسبت به روش های موجود بهبود یافته است. این نتایج حاصل استفاده از خوشه بندی فازی کاربران بر اساس علاقه مندی های و روابط اعتماد میان آن ها است که امکان عضویت هر کاربر را در چند خوشه با درجات عضویت مختلف، قرار می دهد. علاوه بر این، در استفاده از قوانین انجمنی وزن دار، قوانین انجمنی که بیشترین مطابقت را با دوره های گذرانده شده توسط کاربر موردنظر دارند انتخاب می شوند. امتیازگذاری انتخاب قوانین، نه تنها بر اساس ضریب اطمینان، بلکه بر اساس ترکیبی از ضریب اطمینان و علاقه مندی های کاربر به دوره های آموزشی، محاسبه شود.
نتیجه گیریبکارگیری معیار اعتماد میان کاربران باعث افزایش دقت در انتخاب همسایه ها و محدود کردن اثرات مخرب کاربران و نظرات بی اعتبار می شود که منجر به ارایه پیشنهادهای دقیق تری خواهد شد. همچنین با توجه به خوشه بندی فازی کاربران، پیش بینی رتبه دوره های آموزشی مختلف فقط بر اساس همسایه های موجود در خوشه های کاربر هدف، انجام می شود و در نتیجه برای حجم انبوه اطلاعات موجود در یک سیستم یادگیری الکترونیکی، عملکرد کارآتری خواهد داشت و مشکل خلوت بودن داده ها را کاهش می دهد.
کلید واژگان: سیستم پیشنهاددهنده، یادگیری الکترونیکی، روابط اعتماد، خوشه بندی فازی، قوانین انجمنی وزن دارBackground and ObjectivesMany conventional e-Learning systems are based on static information and consider all learners the same, so they cannot meet their diverse needs and tastes. The main drawback of these systems is ignoring the previous interactions and interests of the learners. The e-learning recommender systems have been introduced with the aim of overcoming these problems and offering the most suitable personalized courses to each learner. The goal of this article is to propose a trust-based e-learning recommender system using fuzzy clustering while taking into account the learners' previous interactions and interests. For this purpose, the weighted association rules and rank prediction were used to produce a candidate list of learning courses and reclassification of the candidate list to generate the final recommendations list.
MethodsIn this paper, a novel approach is proposed, which is based on combining the trust relationships among users and their common interests in order to calculate their similarities in an e-Learning recommender system while using fuzzy clustering and weighted association rules, which are aimed at recommending learning courses to the users. In the proposed method, after analyzing the similarities among users and constructing a trust matrix, the next stages are divided into two general phases: the clustering phase of the users and the phase of recommending suitable learning courses for the users. The clustering phase consists of two stages. In the first stage, the optimal number of clusters is obtained using the X-Means algorithm, and in the second stage, the fuzzy C-Means clustering is performed based on the number of clusters obtained. In the recommendation phase for the user, using the weighted association rules and the final clusters obtained for the users, the rank intended by the target user is predicted for each learning item according to the neighbors of the user’s cluster. Finally, based on the predicted rankings, N higher ranking course items are suggested as the target user's favorite items.
FindingsImplementation and evaluation of the proposed method on the Moodle dataset demonstrate that with the reduction of the Mean Absolute Error (MAE) and Root Mean Square Error (RMSE), the accuracy of the proposed recommendations is increased, utilizing trust relationships, and the coverage rate of the users and ranks has increased, using fuzzy clustering and weighted association rules, respectively, as compared with the other existing methods. These findings result from employing the fuzzy clustering of users based on their interests and the trust relationships among them, which make it possible for each user to join several clusters with different degrees of membership. Moreover, in utilizing weighted association rules, the association rules that are most compatible with the courses taken by the user are selected. Rules selection scores are calculated on the basis of not only the reliability factors but also a combination of the reliability factors and the user’s interest in learning courses.
ConclusionsUtilizing the criterion of trust among users increases the accuracy in choosing neighbors and limits the users' harmful effects and invalid opinions, which will ultimately lead to more accurate recommendations. Also, according to the fuzzy clustering of users, the prediction of the rating of different learning courses is done only based on the neighbors existing in the clusters of the target user. As a result, it will perform more efficiently for the massive volume of information available in an e-Learning system and it shall reduce the problem of data sparsity.
Keywords: Recommender System, e-Learning, trust relations, Fuzzy clustering, Weighted association rules -
در این مقاله یک سیستم استخراج قواعد فازی طراحی شده و ایده استفاده از این روش در طراحی پایگاه قواعد فازی مورد توجه قرار گرفته است. ابتدا ماشین بردار پشتیبان فازی مبتنی بر روش خوشه بندی طراحی شده است. دراین صورت ماشین بردار پشتیبان عملکرد بهتری در داده های نویزی یا داده های خارج از محدوده خواهد داشت و در نتیجه به نظر می رسد که قواعد استخراج شده از آن، دقت بالاتری داشته باشند. مدل ماشین بردار پشتیبان فازی شبیه سازی شده و سپس از بردارهای پشتیبان آن برای استخراج قواعد فازی استفاده می شود. قواعد استخراج شده، قواعد فازی هستند که به شکل "اگر-آنگاه" به دست می آیند. استخراج قواعد به کمک دو مدل ماشین بردارپشتیبان ساده و ماشین بردار پشتیبان فازی صورت گرفته که نشان داده خواهد شد که قواعد استخراج شده از ماشین بردار پشتیبان فازی در اکثر موارد دقت بهتری در طبقه بندی نسبت به ماشین بردار پشتیبان معمولی دارند و با توجه به این موضوع که تعداد قواعد استخراج شده پارامتر مهمی در صحت عملکرد این پایگاه محسوب می شود، تعداد قواعد استخراج شده در روش فازی در اکثر موارد کمتر است.
کلید واژگان: ماشین بردارپشتیبان، پایگاه قواعدفازی، بردارپشتیبان، خوشه بندی فازی، طبقه بندهای فازیIn this paper, a fuzzy rule extraction system is designed and the idea of using this method in designing a fuzzy rule database is considered. First, the fuzzy backup vector machine is designed based on the clustering method. In this case, the backup vector machine will perform better in noise data or out-of-range data, and as a result, the rules extracted from it seem to be more accurate. The fuzzy backup vector machine model is simulated and then its backup vectors are used to derive fuzzy rules. The extracted rules are fuzzy rules that are obtained in the form of "if-then". The rules are extracted using two models of simple support vector machine and fuzzy support vector machine, which will show that the rules extracted from fuzzy backup vector machine in most cases have better accuracy in classification than ordinary backup vector machine. The number of extracted rules is an important parameter in the accuracy of the operation of this database, the number of rules extracted in the fuzzy method is less in most cases.
Keywords: Support vector machine, fuzzy rule base, fuzzy clustering, fuzzy classification -
پیش بینی قابلیت برش سنگ به عنوان یکی از فاکتورهای موثر در تخمین هزینه ها و پیش بینی میزان تولید یک کارخانه فرآوری سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین شناخت کامل سنگ های ساختمانی و ارزیابی توان اجرایی دستگاه های برش در کارخانه های فرآوری، طراحان و برنامه ریزان تولید را به سمت بهبود سرعت فرآوری و افزایش تولید سوق می دهد. از این رو، به کارگیری روش های نو و کاربردی برای دست یابی به این اهداف لازم و ضروری است. در این تحقیق سعی شده است پس از تعیین مهم ترین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی موثر در فرایند برش، قابلیت برش پذیری نمونه سنگ های ساختمانی با استفاده از روش خوشه بندی فازی (Fuzzy C-means) مورد ارزیابی و کلاس بندی قرار گیرد. بدین ترتیب 12 نمونه سنگ ساختمانی مشتمل بر دو گروه از سنگ های ساختمانی سخت و نرم مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفت. نمونه ها در مدل های 3، 4 و 5 کلاسه مورد ارزیابی و کلاس بندی قرار گرفت، سپس نتایج با شدت جریان مصرفی دستگاه برش مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی ها پس از اعتبارسنجی با آزمایش های دقیق، نشان داد که روش خوشه بندی فازی می تواند به عنوان یکی از روش های نو و کاربردی برای طبقه بندی و بررسی قابلیت برش نمونه سنگ های ساختمانی با توجه به معیارهای تاثیرگذار نظیر مقاومت فشاری تک محوری، سختی موهس، سایندگی شیمازک و مدول الاستیسیته مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: سنگ های ساختمانی، قابلیت برش، مشخصات مکانیکی، خوشه بندی فازیJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:10 Issue: 24, 2020, PP 137 -148SummaryThe complete knowledge of the cutting process and the performance of the sawing machine can help increase the efficiency and quality of the manufactured product. During the field studies, 12 rock samples from two kinds of ornamental stones were collected and some major mechanical properties including uniaxial compressive strength (UCS), Mohs hardness (Mh), Schimazek’s F-abrasiveness factors (SF-a), and young modulus (YM) were measured. Also, Fuzzy C-means has been used as a soft computing technique in this study. All different studied rock samples are classified into 3, 4, and 5 classes. Then, the results of classification were compared with consumed energy values. Finally, it can be concluded that FCM could be a simple but efficient tool in the evaluation of the sawability of ornamental stone as one of the most important factors to estimation and prediction of production cost and productivity of processing plants.
IntroductionThe rock sawability and prediction of consumed energy is one of the most important factors in the estimation and prediction of production cost and productivity of processing plants. In this study, for laboratory tests, some rock blocks were collected from the studied quarries. Then, by using the fuzzy C-means clustering approached and considering laboratory results of rock samples, all of the rocks have been classified in 3, 4, and 5 separate clusters. The results clearly showed that the FCM algorithm was used as a reliable and efficient tool for classifying the ornamental stone.
Methodology and ApproachesNowadays, with the increasing growth of uncertain problems, the use of soft computing techniques with high ability in solving these kinds of problems has increased significantly. Assessment of the sawability of ornamental stone is the most important factor in the identification and prediction of production cost and productivity of processing plants. Given the unreliability of all experimental laboratory, one of the most important tasks in the sawability of ornamental stone’ classification is using a method with the highest possible accuracy. According to the importance of the issue, in this study, the Fuzzy C-means algorithm is used for the classification. Four important physical and mechanical characteristics of 12 rock samples are considered for the classification of sawability of ornamental stone from two kinds of ornamental stone, including hard and soft rock groups using Fuzzy C-means Optimization, including uniaxial compressive strength, Mohs hardness, Schmiazek F-abrasivity factor, and Young's modulus. Finally, in this study, the results of the classification are compared with consumed energy.
Results and ConclusionsIn this study employing Fuzzy C-means as soft computing technique and some major mechanical properties such as uniaxial compressive strength, Mohs hardness, Schmiazek F-abrasivity factor, and Young's modulus to evaluate the sawability of ornamental stone, 3 to 5 classes are considered. Generally, according to this research, the following remarks can be concluded: 1- The 12 rock samples from two kinds of ornamental stones, including hard and soft rock groups, are evaluated and tested. 2- A comparison was made between 3 different models (3 classes from 3 to 5 classes) with consumed energy of the sawing machine. The results show that all 12 rock samples are classified as very suitable. 3- In comparison to all classes, it can be concluded that FCM is a reliable technique for clustering the sawability of ornamental stone with highly acceptable degrees of robustness.
Keywords: Ornamental stone, Sawability, Mechanical properties, Fuzzy clustering -
یکی از مهم ترین ابزار کسب اطلاعات و درک محیط، شبکه های حسگر بی سیم اند [i]. این شبکه ها پژوهش های گسترده ای را به خود معطوف کرده اند. پیشرفت های اخیر در حوزه الکترونیک و مخابرات بی سیم باعث شده است حسگر هایی با توان مصرفی پایین، اندازه کوچک، قیمت مناسب و کاربردهای گوناگون، طراحی و ساخته شوند. تا کنون بیشتر پژوهش های انجام شده در این زمینه، روی طراحی دوبعدی شبکه های حسگر بی سیم تمرکز داشته اند؛ درحالی که این طراحی از دنیای واقعی و کاربردهای آن به دور است. از این نظر، مطالعه ها روی شبکه های حسگر بی سیم سه بعدی آغاز شده اند که با محیط واقعی تطابق بیشتری دارند و در کاربردهای متداولی همچون شبکه های حسگر زیر آب، اتمسفر و جنگل ها و محیط هایی با موانع مرتفع استفاده بیشتری دارند. هدف این مقاله، افزایش طول عمر شبکه با تغییر پارامترها و افزودن قابلیت هایی به الگوریتم خوشه بندی فازی است که برای استفاده در خوشه بندی سه بعدی توسعه داده شده است. این الگوریتم تعمیم یافته، الگوریتم فازی C میانگین [ii] است که برای شبکه های حسگر بی سیم سه بعدی طراحی شده است. با افزودن قابلیت جابه جایی محدود به گره ها و در نظر گرفتن محیط سه بعدی برای گره ها، انتظار بهبود در عملکرد شبکه به ویژه ازنظر طول عمر وجود دارد. نتایج آزمایش ها نشان می دهند روش پیشنهادی برای افزایش طول عمر شبکه، موفق به بهبود عملکرد نسبت به الگوریتم های دیگر شده است.
کلید واژگان: شبکه حسگر بی سیم سه بعدی، خوشه بندی فازی، FCM-3، FCMWireless sensor networks are one of the most important tools for information acquisition and environment identification in many application areas. Recent advances in the field of electronics and wireless telecommunications have led to the design and manufacture of sensors with low power consumption, small size, reasonable price and various applications. Most research in the area of wireless sensor networks has focused on two dimensional sensor networks while in the real world, most of the applications are three dimensional. Some research in this area has focused on underwater, space, forestry, and environment applications. The main objective of the current research is increasing network lifetime by defining new parameters and embedding them in the fuzzy clustering or fuzzy C-means algorithm that has been adapted for three dimensional wireless sensor networks. One of the parameters that has been used in this research is limited movement of sensors. By adding this ability to the network, there is an expectation of improvement in network performance. The results of the experiments indicate the positive effect of this ability on network performance and lifetime.
Keywords: three dimensional wireless sensor network, Fuzzy Clustering, FCM, FCM-3 -
سیستم های توصیهگر بر اساس اطلاعات کاربران و آیتم ها، سلایق و علاقه مندی های مورد نظر کاربران را پیش بینی کرده و بر اساس آنها آیتم های مناسب را به کاربران پیشنهاد می دهند. اکثر رویکردهای موجود برای سیستم های توصیه گر بر روی پیشنهاد دادن مرتبط ترین آیتم ها تمرکز می کنند و اطلاعات زمینه ای مانند زمان یا مکان را در نظر نمی گیرند. در این مقاله یک روش برای سیستم توصیه گر زمینه آگاه سفر با بهره گیری از اطلاعات عکس های برچسب دار جغرافیایی ارایه شده است که از دقت بالایی برخوردار است. این روش نسبت به مقالات مشابه، تعداد زمینه های بیشتری مانند (وضعیت آب و هوا، وضعیت روحی کاربر، میزان ترافیک و...) را در نظر می گیرد. با این کار باعث نزدیک شدن کاربران یک خوشه و در نتیجه افزایش دقت می شود. روش پیشنهادی به جای استفاده از الگوریتم خوشه بندی کلاسیک از ادغام دو الگوریتم رقابت استعماری و خوشه بندی C-Means فازی استفاده می کند. ارزیابی روش ارایه شده بر روی مجموعه داده فلیکر انجام شده و نتایج ارزیابی حاکی از آن است که روش پیشنهادی قادر به فراهم کردن توصیه های موثر و دقیق مطابق با علاقه مندی های کاربر و موقعیت فعلی بازدید او می باشد. رویکرد پیشنهادی در معیارهای دقت، متوسط مطلق دقت و میانگین قدر مطلق خطا به ترتیب به 0.69 و 0.53 و 0.31 دست یافته است.
کلید واژگان: سیستم توصیه گر زمینه آگاه، سیستم توصیه گر سفر، زمینه، الگوریتم رقابت استعماری، خوشه بندی C-Means فازیRecommender systems are the systems that help users find and select their target items. Most of the available events for recommender systems are focused on recommending the most relevant items to the users and do not include any context information such as time, location . This paper is presented by the use of geographically tagged photo information which is highly accurate. The distinction point between this thesis and other similar articles is that this paper includes more context (weather conditions, users’ mental status, traffic level, etc.) than similar articles which include only time and location as context. This has brought the users close to each other in a cluster and has led to an increase in the accuracy. The proposed method merges the Colonial Competitive Algorithm and fuzzy clustering for a better and stronger processing against using merely the classic clustering and this has increased the accuracy of the recommendations. Flickr dataset is used to evaluate the presented method. Results of the evaluation indicate that the proposed method can provide location recommendations proportionate to the users’ preferences and their current visiting location.
Keywords: context aware recommender system, travel recommender system, context, Colonial Competitive Algorithm, fuzzy clustering -
داده های ریزآرایه نقش موثری در طبقه بندی و تشخیص انواع بافت های سرطانی ایفا می کنند. با این حال در پژوهش های مرتبط با سرطان، تعداد نسبتا کم نمونه ها در مقایسه با تعداد بسیار زیاد ژن ها ، باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل کاهش کارایی طبقه بندها، افزایش هزینه های محاسباتی و پیچیدگی در طبقه بندی سلول های سرطانی خواهد شد. یک راهکار مناسب جهت افزایش کارایی طبقه بندها، حذف ژن ها ی نامربوط و انتخاب نمونه های مناسب برای آموزش طبقه بندها است. در این مقاله یک مدل ترکیبی بر پایه الگوریتم بهینه سازی جستجوی فاخته چندهدفه و خوشه بندی فازی برای طبقه بندی داده های ریزآرایه پیشنهاد شده است. در این مطالعه از نسخه دودویی الگوریتم جستجوی فاخته چندهدفه به منظور انتخاب ویژگی های مرتبط با بیماری و از نسخه پیوسته آن برای انتخاب تعداد نمونه های مناسب برای آموزش طبقه بندها استفاده شده است. به منظور تسریع در فرایند بهینه سازی و جلوگیری از گیرافتادن الگوریتم در بهینه های محلی، راهکار های ابتکاری جدیدی نیز به الگوریتم اضافه شده اند. برای بررسی عملکرد مدل پیشنهادی، شبیه سازی های متعددی بر روی شش مجموعه داده سرطانی انجام گرفته و نتایج آن با دیگر مقالات مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند در بسیاری از موارد مدل پیشنهادی قادر است در مقایسه با سایر روش ها، با انتخاب مجموعه کوچک تری از ژن ها ی متمایز، منجر به افزایش کارایی طبقه بندها شود.
کلید واژگان: انتخاب ویژگی، انتخاب نمونه، داده کاوی، ریزآرایه، الگوریتم جستجوی فاخته چندهدفه، خوشه بندی فازیMicroarray datasets have an important role in identification and classification of the cancer tissues. In cancer researches, having a few samples of microarrays in cancer researches is one of the most concerns which lead to some problems in designing the classifiers. Moreover, due to the large number of features in microarrays, feature selection and classification are even more challenging for such datasets. Not all of these numerous features contribute to the classification task, and some even impede performance. Hence, appropriate gene selection method can significantly improve the performance of cancer classification. In this paper, a modified multi-objective cuckoo search algorithm is used to feature selection and sample selection to find the best available solutions. For accelerating the optimization process and preventing local optimum trapping, new heuristic approaches are included to the original algorithm. The proposed algorithm is applied on six cancer datasets and its results are compared with other existing methods. The results show that the proposed method has higher accuracy and validity in comparison to other existing approaches and is able to select the small subset of informative genes in order to increase the classification accuracy.
Keywords: Feature selection, instance selection, microarray, multi-objective Cuckoo search algorithm, fuzzy clustering -
در این مقاله روشی کارا برای رگرسیون ارائه شده است که در آن از انواع روش های خوشه بندی فازی و مفاهیم مجموعه های فازی مردد استفاده می شود. در ابتدا الگوریتم خوشه بندی فازی روی داده ها به کار رفته و بعد ازتصویر کردن تابع عضویت خوشه ها روی ویژگی های مختلف، به تعداد خوشه ها مجموعه های فازی روی هربعد (یا ویژگی) بدست می آید. سپس این مجموعه های فازی را به صورت یک مجموعه فازی مردد روی هرویژگی در نظر گرفته و ماتریس ضریب همبستگی فازی مردد را برای ویژگی ها به دست می آوریم. در ادامه یک نگاشت غیرخطی براساس تجزیه مولفه های اصلی این ماتریس برای تبدیل ویژگی های مجموعه داده به ویژگی های جدید استفاده شده است. در پایان، ویژگی های استخراج شده جدید را به الگوریتم خوشه بندی فازی داده ویک سیستم فازی سوگنو به منظور رگرسیون برازش شده است. روش پیشنهادی با چندین روش دیگر روی چندین مجموعه داده رگرسیون مقایسه شده است. نتایج آزمایش ها نشان دهنده موفق بودن روش پیشنهادی در استخراج وکاهش ویژگی ها و همچنین افزایش دقت رگرسیون است. همچنین تعداد قوانین مدل رگرسیون فازی در روش پیشنهادی در حد قابل قبولی کم است.کلید واژگان: خوشه بندی فازی، مجموعه فازی مردد، همبستگی فازی مرددIn this paper, an effective method for regression is presented in which a variety of fuzzy clustering methods and concepts of Hesitant fuzzy sets are used. First, the fuzzy clustering algorithm is applied to the data, and after projecting the cluster membership function on different features, the number of clusters of fuzzy sets is obtained on each dimension (or feature). We then consider these fuzzy sets as a hesitant fuzzy set on each feature, and we obtain the Hesitant Fuzzy Correlation Coefficient Matrix (HFCCM) for the attributes. Subsequently, a nonlinear mapping based on the principal components analysis of the HFCCM is used to convert the dataset's features into new features. Finally, the new extracted features are assigned to the fuzzy clustering algorithm and a Sugeno fuzzy regression system is fitted. The proposed method was compared with some other methods to several regression datasets. The results of the experiments indicate that the proposed method is successful in extracting and reducing the characteristics, as well as increasing the regression accuracy. Also, the number of rules of the fuzzy regression model in the proposed method is fairly low.Keywords: Fuzzy Clustering, Hesitant Fuzzy Set, Hesitant Fuzzy Correlation
-
Scientia Iranica, Volume:26 Issue: 6, Nov-Dec 2019, PP 3140 -3158
The effective stress parameter (χ) is applied to obtain the shear strength of unsaturated soils. In this study, two adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) models, including SC-FIS model (created by subtractive clustering) and FCM-FIS model (created by Fuzzy c-means (FCM) clustering), are presented for prediction of χ and the results are compared. The soil water characteristic curve fitting parameter (λ), the confining pressure, the suction and the volumetric water content in dimensionless forms are used as input parameters for these two models. Using a trial and error process, a series of analyses were performed to determine the optimum methods. The ANFIS models are constructed, trained and validated to predict the value of χ. The quality of the ANFIS prediction ability was quantified in terms of the determination coefficient (R2), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Error (MAE). These two ANFIS models are effectively able to predict the value of χ with reasonable values of R2, RMSE and MAE. Sensitivity analysis was used to acquire the effect of input parameters on χ prediction, and the results revealed that the confining pressure and the volumetric water content parameters had the most influence on the prediction of χ.
Keywords: Unsaturated soils, Effective stress parameter, ANFIA, Fuzzy clustering, Subtractive clustering, FCM clustering
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.