基于知识的聚类

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出版者:
作者:Witold Pedrycz
出品人:
页数:293
译者:于福生
出版时间:2008-12
价格:39.00元
装帧:
isbn号码:9787303096923
丛书系列:
图书标签:
  • 聚类
  • 数据挖掘
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具体描述

《基于知识的聚类:从数据到信息粒》首先对模糊聚类和粒计算这一领域进行介绍和讨论。然后,作者深入研究了基于逻辑的神经元和神经网络。《基于知识的聚类:从数据到信息粒》的核心部分包括9章,在其中呈现和分析了众多不同的基于知识的聚类的方法。

基于知识的聚类展示的是如何设计一个导航平台,以使信息探寻者能理解和较好的应用种类繁多的数据集。比模糊聚类走得更远,作者展示了基于知识的聚类这一有前景的新范例是如何揭示更有意义的数据结构,并使社会更好地处理日益增长的数据和信息流。通过这《基于知识的聚类:从数据到信息粒》,读着能理解基于知识聚类的基础和与其相关联的算法,学会将他们自己的知识应用到系统建模和设计中去。

《基于知识的聚类:从数据到信息粒》的第三部分致力于模型的研究,首先讨论超盒结构,然后讨论粒映射和语言模型。

《基于知识的聚类:从数据到信息粒》提供了理解和掌握这一令人振奋的新领域所需要的所有工具和指导:

◆说明核心概念的众多实例

◆为读者提供传递经验的可重复实验

◆为复杂算法和建模奠定基础的先决条件的全面涵盖

◆每章后面强调理解内容所必须的关急键点的总结

◆通向专题探究的进一步途径的参考文献和泛的参考书目

《基于知识的聚类:从数据到信息粒》是对聚类、模糊聚类、无监督学习、神经网络、模糊集、模式识别和系统建模感兴趣的研究人员、专家及学生的必读之物。有了作者对掌握必备知识的强调,以及精心构建的实例和实验,读者将成功地使自己成为基于知识聚类的专家。

WITOLDPEDRYCZ,博士,加拿大阿尔伯塔大学教授,加拿大首席专家。他还任职于波兰科学院系统研究所(波兰、华沙)。Pedrycz博士是IEEEFellow,已经编写了9部专著,编辑了9卷书籍,在计算智能、粒计算、模式识别、定量软件工程和数据挖掘方面发表了很多论文。

《精准洞察:基于知识的聚类方法与应用》 在信息爆炸的时代,如何从海量数据中提炼出有价值的见解,是各行各业面临的共同挑战。传统的数据聚类方法虽然在发现数据内在结构方面功不可没,但在面对复杂、高维且蕴含丰富领域知识的数据时,往往显得力不从心。此时,将人类专家知识与数据驱动的分析相结合,便成为了一种更为强大和精准的研究范式。《精准洞察:基于知识的聚类方法与应用》正是深入探索这一前沿领域的开山之作,它将带领读者全面认识并掌握如何构建和应用基于知识的聚类模型,实现对数据的深度理解和高效利用。 本书并非对现有聚类算法的简单堆砌,而是致力于构建一个融贯的理论框架,阐释如何将领域知识、专家经验、规则约束等多种形式的“知识”注入到聚类过程中,从而提升聚类的准确性、可解释性和实用性。它深入浅出地讲解了将先验知识转化为可计算模型的技术,包括如何利用本体论、语义网络、知识图谱等构建知识表示,以及如何通过约束条件、度量函数调整、特征加权等机制将这些知识融入聚类算法的核心。 核心内容亮点: 知识融合的理论基石: 本书详细阐述了为何需要以及如何将知识融入聚类。它区分了不同类型的知识(如属性相关的知识、样本间的关系知识、目标导向的知识等),并探讨了它们在聚类过程中的不同作用。从数学模型到算法设计,无不体现对知识与数据协同作用的深刻理解。 多样化的知识表示与注入技术: 读者将学习如何将抽象的知识转化为具体的计算形式。书中详细介绍了多种知识表示方法,如: 约束条件: 包括必须同属一类(must-link)、必须不同类(cannot-link)的样本约束,以及基于属性值范围或组合的更复杂约束。 度量学习: 如何根据领域知识学习最优的距离度量函数,使相似的实例在新的度量空间中距离更近,不相似的实例距离更远。 特征工程与选择: 如何利用知识指导特征的提取、转换和选择,突出与领域问题更相关的特征,忽略噪声和无关信息。 先验概率与混合模型: 如何将领域知识作为先验信息,引导模型进行参数估计,例如在混合模型中设定每个簇的先验概率或簇的属性分布。 知识图谱的利用: 探索如何从知识图谱中提取实体间的关系、属性信息,并将这些语义信息编码为特征或约束,驱动聚类过程。 整合知识的聚类算法家族: 本书不仅介绍了如何修改现有的经典聚类算法(如K-Means, DBSCAN, Hierarchical Clustering, EM算法等)以融入知识,更重点介绍了专门为知识驱动聚类设计的创新算法。例如,基于约束的K-Means (CK-Means)、基于度量学习的聚类 (ML-Clustering)、以及融合知识图谱信息的聚类模型等。每种算法的介绍都包含其核心思想、数学推导、伪代码以及在不同场景下的适用性分析。 实战案例与应用场景: 《精准洞察》的价值不仅在于理论的深度,更在于其强大的实践指导意义。书中通过大量来自不同领域的真实案例,展示了基于知识的聚类是如何解决实际问题的。这些案例涵盖: 生物医学: 基因功能分类、疾病亚型识别、蛋白质结构预测等,知识(如基因本体、疾病关联信息)的引入能够显著提高分类的准确性和生物学意义。 金融领域: 客户细分、欺诈检测、风险评估等,利用金融规则、专家经验对客户进行更具商业价值的划分。 自然语言处理: 文档主题发现、语义聚类、用户意图识别等,利用词汇本体、语义关系进行更精准的文本分组。 推荐系统: 用户行为模式分析、物品关联挖掘等,将用户兴趣的先验知识融入聚类,实现个性化推荐。 图像与视频分析: 场景识别、目标跟踪、行为分析等,利用视觉特征与领域知识的结合,提升分析效果。 评估方法与挑战: 除了介绍如何构建和应用模型,本书还探讨了如何有效评估基于知识的聚类模型的性能,并指出了当前研究面临的主要挑战,如知识获取的自动化、知识的冲突处理、模型的可解释性增强以及在动态数据环境下的适应性等,为未来的研究方向提供了宝贵的启示。 本书的目标读者: 无论您是数据科学领域的初学者,还是资深的研究人员或行业专家,《精准洞察:基于知识的聚类方法与应用》都将为您提供一套系统而前沿的知识体系。本书特别适合: 需要从复杂数据中提取深度洞察的数据分析师和科学家。 希望提升聚类模型性能,使其更符合业务逻辑和领域需求的机器学习工程师。 致力于开发更智能、更可解释AI系统的研究者。 在生物、金融、文本、图像等领域从事数据挖掘和模式识别工作的专业人士。 通过阅读《精准洞察:基于知识的聚类方法与应用》,您将掌握一套强大的工具和方法,能够更有效地从数据中挖掘知识,驱动更明智的决策,从而在瞬息万变的数字世界中获得精准的洞察和领先的优势。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我最近沉迷于一本名为《基于知识的聚类》的书籍,即便尚未深入探索其核心内容,单是初步的翻阅和对作者思想的理解,就足以让我对其抱有极高的期待。作者在引言部分便勾勒出了一个令人振奋的研究愿景:如何将人类积累的宝贵知识体系,如本体、词典、知识图谱等,巧妙地融入到无监督学习的聚类算法中,从而突破传统聚类方法仅依赖于数据本身特征的局限性。我尤其被书中提出的“知识引导的特征选择”和“语义相似度度量”等概念所吸引。想象一下,如果能够利用医学知识库来指导疾病数据的聚类,使得具有相似病理机制但表征特征略有差异的患者被有效分组;或者借助地理知识来优化城市POI(兴趣点)的聚类,形成更具现实意义的区域划分,这将是多么强大的能力。这本书似乎不仅仅是在探讨一种技术性的解决方案,更是在尝试构建一种连接数据与人类认知世界的桥梁。作者在开篇就展现了深厚的理论功底和广阔的学术视野,这让我对接下来的章节充满了好奇,迫切想了解作者是如何将这些宏大的设想转化为可操作的算法和严谨的实验验证的。它预示着聚类技术将不再是孤立的数据分割游戏,而是能够真正融入到人类的智慧认知体系中,为解决现实世界复杂问题提供更深刻的洞察。

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我非常欣赏《基于知识的聚类》一书中对“知识驱动的特征工程”所展现出的深刻见解。众所周知,特征工程是机器学习任务中的关键环节,而如何设计出能够有效反映数据本质的特征,往往需要领域专家的经验和大量的探索。本书作者似乎提供了一种更为智能和系统化的方式,即利用已有的知识体系来指导特征的生成和选择。我猜想,书中可能会介绍如何从知识图谱中提取具有区分度的关系,或者如何利用本体的层级结构来构建组合特征,甚至是如何根据任务的上下文,动态地选择最相关的知识来辅助特征工程。这种“知识赋能的特征创造”能力,可以极大地降低对人工特征工程的依赖,提高特征设计的效率和质量。例如,在推荐系统中,利用用户和物品之间的隐式关联知识,可以生成比单纯基于用户行为的特征更具预测能力的特征。又或者,在医学诊断中,利用疾病症状与病理机制之间的已知联系,可以构造出能够更准确地区分不同疾病的特征。这种将知识转化为有效特征的能力,是提升聚类模型性能的关键。

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《基于知识的聚类》这本书,在我初步阅读的过程中,就让我对“如何处理模糊和不确定的知识”这一复杂问题,产生了新的思考。我们知道,现实世界中的知识往往不是清晰、明确的,可能存在模糊的边界、不确定的关联,甚至是矛盾的信息。如何将这些“模糊”的知识有效地融入到聚类算法中,并使其产生有意义的结果,是许多现有方法难以解决的难题。本书作者似乎在这方面有所突破,我猜测书中可能会引入模糊逻辑、概率图模型或者贝叶斯推理等技术,来处理知识中的不确定性和模糊性。例如,它可能会允许知识的关联强度以概率的形式表示,或者允许数据点同时属于多个簇,但隶属于不同程度。这种“拥抱模糊,化不确定为洞察”的处理方式,能够让聚类模型更加贴近现实世界的复杂性,并产生更具鲁棒性和更丰富的信息。想象一下,如果能够利用模糊的地理邻近知识来指导区域划分,或者利用概率性的生物分子相互作用知识来区分细胞类型,那么聚类的结果将会更加灵活和实用。

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《基于知识的聚类》这本书,从我初步涉猎的章节来看,其在处理“数据稀疏性”和“特征不完整性”问题上的解决思路,无疑是其核心亮点之一。我们都知道,在许多实际应用场景中,原始数据往往存在噪声、缺失值,或者关键信息难以直接提取。传统的聚类方法在这种情况下往往表现不佳。然而,本书作者似乎提出了一个极具创意的解决方案:利用外部的、结构化的知识来“填补”数据本身的不足,或者“校正”不准确的信息。我猜想,书中可能会介绍如何通过知识图谱中的实体关系来推断缺失的特征值,或者利用本体的层级结构来弥补特征空间的稀疏性。这种“知识注入”的方式,不只是简单地增加特征维度,更重要的是它能够引入语义上的关联和背景信息,使得聚类算法能够“理解”数据背后蕴含的意义,而不是仅仅停留在表面数值的比较。例如,在用户行为分析中,即使用户的某些浏览记录缺失,但如果我们知道他们之前购买过的商品所属的类别,并且知识库中存在商品类别之间的关联性,那么就可以更准确地推断出他们的潜在兴趣,进而进行更合理的聚类。这种能力对于提升聚类在实际问题中的鲁棒性和有效性至关重要,也让我对书中可能提供的具体技术细节充满了期待。

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从《基于知识的聚类》这本书的初步印象来看,作者似乎在构建一种“知识与数据协同进化”的聚类框架。我理解,这意味着聚类算法在学习过程中,不仅会利用已有的知识来指导聚类,同时也会从聚类过程中产生的模式和结构中,反过来学习或精炼知识。这种“双向促进”的模式,能够让模型在不断迭代和优化的过程中,不断提升对数据和知识的理解。我猜想,书中可能会介绍一些在线学习或者增量学习的机制,使得模型能够在新的数据到来时,利用已有知识进行快速聚类,并根据新数据的表现,对知识体系进行更新或调整。例如,当发现一组新的数据点,其聚类结果与现有知识存在偏差时,模型可能会主动去查询或学习新的知识,以解释这种偏差,或者修正原有的知识。这种“智能迭代与知识更新”的能力,将使得聚类系统能够适应不断变化的环境和数据分布,保持长期的有效性。它标志着聚类技术正从静态的分析工具,向动态的、自我完善的学习系统演进。

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《基于知识的聚类》这本书,在方法论的创新性上,给我留下了深刻的印象。我虽然尚未深入到算法的每一个细节,但从整体的思路来看,作者似乎在尝试一种“主动学习”与“知识引导”相结合的聚类范式。我理解,这可能意味着算法在聚类的过程中,不仅仅是被动地接收知识,还会根据当前的聚类进展和不确定性,主动地从知识库中查询、检索或者推理出最有价值的信息来指导聚类过程。这种动态的、迭代的知识利用方式,与很多静态的知识注入方法有着本质的区别。想象一下,在聚类过程中,当算法遇到一组数据点难以区分时,它可能会主动去查询知识库,寻找与这些数据点相关的、能够区分它们的知识点,然后利用这些知识来优化聚类分配。这种“智能探索引导”的模式,不仅能够提高聚类的效率和准确性,还能让模型在学习过程中不断深化对知识的理解。书中对于“知识检索策略”和“信息增益驱动的知识选择”等概念的探讨,预示着一种更加精细化、更加高效的知识应用方式。这让我联想到,在未来的智能系统中,数据本身和知识体系将不再是各自独立的存在,而是能够相互促进、协同进化的。

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《基于知识的聚类》这本书,在“语义保持的聚类”这一理念上,给我带来了极大的启发。传统的聚类算法往往侧重于数据的统计学相似性,而忽略了数据背后隐藏的语义信息。然而,在很多应用场景中,我们更关心的是能够形成在语义层面上具有明确意义的聚类结果。本书作者似乎深入挖掘了这一需求,并提出了利用知识来“锚定”聚类结果的语义。我理解,这可能意味着在聚类的过程中,算法会努力使得每个簇的形成,都能够与知识库中某个特定的概念、属性或者关系相对应。例如,在图像聚类中,如果我们利用了物体识别的知识,那么形成的簇就可以被解释为“人脸”、“汽车”、“建筑”等有意义的类别。又或者,在社交网络分析中,如果利用了用户兴趣标签和社群结构的知识,那么形成的社群就可以被解释为“音乐爱好者”、“游戏玩家”或者“某个兴趣小组”。这种“让聚类结果‘说话’,并让它‘说得有意义’”的能力,将极大地提升聚类技术的实用价值,使其能够更直接地服务于人类的理解和决策。

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不得不说,《基于知识的聚类》在理论深度和实际应用前景的结合上,给我留下了深刻的第一印象。虽然我还没有完全啃下每一页,但其在构建“知识增强的聚类框架”方面的思路,已经让我受益匪浅。作者没有止步于简单的将现有知识库嫁接到聚类模型上,而是深入探讨了如何根据数据的特性和任务的需求,动态地选择、组合甚至推理出适用于聚类的知识。我特别欣赏其中关于“领域适应性知识注入”的讨论,这似乎是解决不同领域数据聚类时,如何有效利用领域特定知识的关键。例如,在金融领域,可能需要利用经济学理论和市场规则来指导客户群体的划分;而在生物信息学领域,则需要借鉴基因本体和蛋白质相互作用网络来区分细胞类型。作者对这些复杂关系的梳理和理论的建构,展现了其在跨学科研究上的扎实功底。书中提出的“层次化知识推理”机制,更是让我眼前一亮,这意味着模型不仅能利用浅层知识,还能通过多步推理挖掘更深层次的语义关联,从而实现更精细、更具解释性的聚类结果。这种对知识利用的精细化和智能化处理,正是当前人工智能领域追求的重要方向,也让我对这本书的价值有了更清晰的认识,它有望为如何让机器学习更加“聪明”和“有理解力”提供新的思路。

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我对《基于知识的聚类》一书所探讨的“多源异构知识融合”策略感到异常兴奋。在现实世界中,我们可用的知识来源往往是多种多样的,例如文本描述、结构化数据库、图谱关系、甚至专家经验等,并且这些知识可能以不同的形式存在,属性也各不相同。如何有效地将这些异构的知识整合起来,并将其转化为能够被聚类算法有效利用的信号,是当前研究中的一个重要挑战。本书作者似乎对此进行了深入的研究,我猜测书中会提供一套系统性的框架,来处理不同类型知识的表示、转换和融合。例如,它可能会提出将自然语言描述中的实体和关系转化为知识图谱的节点和边,或者将专家定义的规则转化为逻辑语句,然后通过某种统一的表示空间,将这些不同来源的知识信息注入到聚类模型中。这种“知识的统一化处理”能力,对于构建更强大、更通用的聚类系统至关重要。如果能够成功实现这一点,那么就可以将来自不同领域的知识,以一种可兼容的方式应用于聚类任务,极大地拓展聚类的应用范围和深度,实现“万物皆可聚”的理想状态。

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我被《基于知识的聚类》一书中所描绘的“解释性聚类”愿景深深吸引。在当前人工智能研究中,模型的可解释性是一个备受关注的议题,而聚类作为一种无监督学习方法,其结果的解释性尤其具有挑战性。本书作者似乎并未满足于仅仅将数据进行分组,而是致力于让这些分组的产生过程和最终的集群特征,都能够与人类已有的知识体系建立清晰的联系。我理解,这可能意味着书中会提供一种机制,能够根据注入的知识来解释为什么某些数据点会被归入同一个簇,或者为什么某个簇会具有特定的属性。例如,如果我们在分析文本数据时,利用了词语之间的同义、近义关系,那么聚类结果中一个由“汽车”、“车辆”、“轿车”组成的簇,就可以被解释为“交通工具”这一更高层级的概念。又或者,在基因表达数据聚类中,如果利用了与特定生物通路相关的知识,那么形成的基因簇就可以被理解为参与了同一生化过程。这种让聚类结果“有迹可循”、“有章可循”的能力,不仅能够增强用户对聚类结果的信任度,更能为后续的决策提供坚实的依据。这标志着聚类技术正朝着更加智能化、更加贴近人类认知模式的方向发展。

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