شماره مدرك
21218
شماره راهنما
2513 دكتري
پديد آورنده
بهرام لو، آيناز
عنوان
خوشه بندي گروهي و وزن دهي به ويژگي در داده سري زماني
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
نرم افزار
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
هجده، 106ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
داده سري زماني , خوشه بندي گروهي , خوشه بندي مبتني بر مركز , وزن دهي به ويژگي , الگوريتم هاي Relief , خوشه بندي مبتني بر يادگيري عميق , پيش بيني
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/07
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/06/10
كد ايرانداك
2653076
چكيده فارسي
سري زماني مجموعه اي از مشاهدات داده است كه با تكرار اندازه گيري ها در زمان به دست مي آيد. خوشه بندي سري زماني عمل سازماندهي نقاط زماني به خوشه ها بر اساس معيارهاي شباهت و عدم شباهت است. خوشه بندي يك روش يادگيري بدون نظارت است كه به منظور حداكثر رساندن شباهت داده ها در يك خوشه و به حداقل رساندن شباهت داده ها بين خوشه هاي مختلف اعمال مي شود. در يادگيري ماشين، يك گروه، يك سيستم يادگيري متشكل از مجموعهاي از مدلهاي مجزا است. خروجي اين مدلها با بهرهگيري از يك استراتژي تصميمگيري تركيب ميشود تا راه حلي بهينه براي مساله توليد كند. يك گروه خوشه بندي با هدف تركيب مدل هاي خوشه بندي به يك مدل واحد براي دستيابي به كارايي بالاتر تشكيل مي شود. در اين تحقيق، چارچوب هايي به منظور خوشهبندي گروهي مبتني بر مركز و خوشه بندي گروهي مبتني بر يادگيري عميق طراحي مي شوند. آنها از روش ها و الگوريتمهاي خاصي براي تحليل ويژگيها در داده سري زماني سالانه استفاده ميكنند. چارچوبها با هدف خوشهبندي نقاط داده از سال هاي مختلف به صورت يكپارچه طراحي شده اند. ابتدا داده سري زماني اصلي به ويژگي ها تبديل مي شوند و سپس فضاي ويژگي جديد براي كاهش بار محاسباتي و تسهيل پردازش تقسيم بندي مي شود. چارچوب هاي خوشه بندي مبتني بر مركز از الگوريتم هاي وزن دهي ويژگي براي افزايش تأثير ويژگي هاي مهم در خوشه بندي استفاده مي كنند. چارچوب خوشه بندي مبتني بر يادگيري عميق براي انجام خوشه بندي بر اساس شبكه عصبي نگاشت خود سازمان ده پيشنهاد شده است. اين چارچوب روش هاي خوشه بندي مبتني بر شكل و مبتني بر ويژگي را به نماهاي مختلف از داده سري زماني اعمال مي كند. در روش خوشه بندي مبتني بر شكل، معيار تشابه پيچش زمان پويا با شبكه نگاشت خود سازمان ده تركيب مي شود تا فرآيند همگرايي بخش ها را تسريع كند و در روش خوشه بندي مبتني بر ويژگي، از تكنيك هاي استخراج ويژگي براي رسيدگي به همبستگي ميان ويژگي ها استفاده مي شود. همچنين مدل هاي پيش بيني سازگار با چارچوب هاي پيشنهادي ارائه شده اند. آنها از نتايج خوشه بندي به دست آمده به منظور پيش بيني برچسب كلاس مشاهدات جديد استفاده مي كنند. ارزيابي ها با استفاده از مجموعه داده هاي تاريخي آب و هوا از سكوهاي Open ML و Kaggle انجام شده اند. داده دما و رطوبت بخش بندي و فضاي ويژگي توليد شده بررسي شده اند. معيارهاي Homogeneity، Completeness و V-Measure به منظور محاسبه دقت خوشه بندي چارچوب ها استفاده شده است. به منظور اندازه گيري كارايي مدل هاي پيشنهاد شده از نظر دقت دسته بندي فضاي ويژگي بخش بندي شده به مجموعه هاي آموزش و آزمايش تقسيم بندي شده است. نتايج قابليت چارچوب هاي پيشنهادي در توليد خوشه هاي پايدار و با كيفيت را نشان مي دهند.
چكيده انگليسي
A time series is a collection of data observations obtained by repeating measurements over time. Time series clustering is the act of organizing time points into clusters based on similarity and dissimilarity criteria. Clustering is an unsupervised learning approach that is applied to maximize the similarity of data within a cluster and minimize the similarity of data between different clusters. In machine learning, an ensemble is a machine learning system consisting of a set of separate models. The output of these models is combined using a decision-making strategy to produce an optimal solution for the problem. A clustering ensemble is formed to combine the clustering models into a single model to achieve higher efficiency. In this research, frameworks are designed for center-based enmseble clustering and deep learning-based ensemble clustering. They use specific methods and algorithms to analyze features in annual time series data. These frameworks aim to cluster data points from different years in a unified way. First, the original time series data are converted into features, and then the new feature space is partitioned to reduce the computational load and facilitate processing. Center-based clustering frameworks leverage feature weighting algorithms to increase the influence of important features in clustering. Deep learning based clustering framework is proposed to perform clustering based on Self-Organizing Map (SOM) neural network. This framework applies shape-based and feature-based clustering approaches to different views of data. In the shape-based clustering approach, the Dynamic Time Warping similarity measure is combined with SOM to accelerate the convergence process of partitions, and in the feature-based clustering approach, feature extraction techniques are used to handle the correlation among features. In addition, prediction models compatible with the proposed frameworks are presented. They use the obtained clustering results to predict the class label of new observations. evaluations are performed using historical weather datasets from Open ML and Kaggle platforms.Temperature and humidity data are partitioned and generated feature space is evaluated. Homogeneity, Completeness, and V-measure metrics are used to compute the clustering accuracy of the frameworks. In order to measure the efficiency of the proposed models in terms of the classification accuracy, the partitioned feature space is splitted into train and test sets. The results indicate the ability of the proposed frameworks to generate stable and high-quality clusters.
استاد راهنما
مسعودرضا هاشمي , زينب زالي
استاد داور
مازيار پالهنگ , زينب مالكي , حسين كارشناس نجف آبادي