動(dòng)態(tài)心電波形聚類策略的有效性分析.pdf

1、聚類是無(wú)監(jiān)督的學(xué)習(xí)算法，它將數(shù)據(jù)集依照某種聚類準(zhǔn)則，分成不同的類，其目標(biāo)是使得類內(nèi)的對(duì)象盡可能的相似，類間的距離盡可能的遠(yuǎn)離。在聚類分析的結(jié)果中，聚類算法是否適合給定的數(shù)據(jù)集，得到的聚類結(jié)果能否反映數(shù)據(jù)集固有的結(jié)構(gòu)，這就需要對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　 傳統(tǒng)的聚類有效性評(píng)價(jià)方法大多是針對(duì)低維數(shù)據(jù)的聚類結(jié)果，并且取得了很好的效果，但針對(duì)高維的動(dòng)態(tài)心電波形數(shù)據(jù)，由于其存在曲線的特性，傳統(tǒng)有效性評(píng)價(jià)方法存在一定局限性。本文通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)心電

2、波形生物背景以及有效性評(píng)價(jià)方法的分析，研究動(dòng)態(tài)心電波形聚類結(jié)果的有效性分析，提出了適用于心電波形聚類分析效果的內(nèi)部評(píng)價(jià)方法和相對(duì)評(píng)價(jià)方法。
　　 本文通過(guò)分析動(dòng)態(tài)心電波形的特點(diǎn)，提出了改進(jìn)的FOM方法(Figure of Merit)用于心電波形聚類效果的內(nèi)部評(píng)價(jià)。FOM方法是經(jīng)典的內(nèi)部評(píng)價(jià)方法，但該方法反映的是在歐式距離下的類內(nèi)差異，并不適合對(duì)動(dòng)態(tài)心電波形聚類結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。Hausdorff距離是一種極大極小距離，不需要建立點(diǎn)

3、之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只是計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)集之間的相似程度。本文在FOM方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)心電波形分段加權(quán)求和，計(jì)算Hausdorff距離，提出了一種改進(jìn)的有效性評(píng)價(jià)方法，通過(guò)對(duì)MIT-BIH標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的心電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的FOM方法相比，改進(jìn)的方法能對(duì)動(dòng)態(tài)心電波形的聚類結(jié)果進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。
　　 對(duì)聚類效果進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)的一個(gè)難點(diǎn)是確定最佳的聚類類別數(shù)。本文提出了一種基于引力概念的相對(duì)評(píng)價(jià)方法，從類內(nèi)緊密性和類間

4、分離性的角度出發(fā)構(gòu)造有效性函數(shù)，以此來(lái)確定最佳聚類類別數(shù)。通過(guò)對(duì)MIT-BIH數(shù)據(jù)庫(kù)心電數(shù)據(jù)上的實(shí)驗(yàn)，表明與傳統(tǒng)經(jīng)典方法SD(Scat-Dis)指標(biāo)和DB(Davies-Bouldin)指標(biāo)的評(píng)價(jià)效果相比，本文提出的方法具有更好的評(píng)價(jià)效果。
　　 本文最后將所提出的有效性評(píng)價(jià)的內(nèi)部評(píng)價(jià)法和相對(duì)評(píng)價(jià)法應(yīng)用于動(dòng)態(tài)心電波形聚類效果的評(píng)價(jià)。通過(guò)在MIT-BIH標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)上對(duì)不同聚類算法的結(jié)果評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明所提有效性評(píng)價(jià)方法可以指導(dǎo)使