Fuzzy C-Means Clustering for Remote Sensing Image Classification

此代码用于基于自动直方图的模糊C均值(AHFCM)聚类，该聚类在以下文章中提出并解释： http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271614002056

遥感数字图像处理使用MATLAB进行主成份分析及穗帽变换。

将介绍在模式识别中使用K均值和C均值算法的MATLAB仿真。通过仿真，用户可以深入理解这两种算法的工作原理和应用。

FCM聚类，实现图像分割，包括相关图片和MATLAB程序，可以自行运行并验证其有效性。所有资源可供下载学习。

图像强度值由反照率分量和阴影分量确定。反照率分量描述了地球表面不同物体的物理性质，土地覆盖类别因其固有的物理材料而彼此不同。因此，我们恢复高光谱图像的内在反照率特征以利用空间语义信息。然后，我们使用支持向量机（SVM）对恢复的固有反照率高光谱图像进行分类。SVM尝试最大化最小边距以实现良好的泛化性能。实验结果表明，在视觉质量和三个定量指标方面，具有内在反照率特征方法的SVM比最先进的方法实现了更好的分类性能。如果您使用这些代码，请引用论文： @文章{ZhanJEI2017july,作者= {詹、坤和王、海波和谢、元歌和张、楚彤和敏、玉芳}， title = {用于高光谱图像分类的反照率恢复}，杂志= {电子影像杂志},年= {2017},体积= {26}，数字= {4}，页数= {043010}， doi = { http://dx.doi.org

K-means algorithm has long been a staple in machine learning and data mining fields, primarily for its effectiveness in clustering large-scale datasets. However, traditional K-means clustering doesn't inherently distinguish the varying discriminative power of features in data. To address this, the paper proposes an innovative clustering framework incorporating L2-norm regularization on feature weights, thereby enhancing clustering outcomes. This new approach builds on the Weighted K-means (W-K-means) algorithm by applying L2-norm regularization to feature weights, effectively balancing feature importance. For numerical datasets, this framework introduces the l2-Wkmeans algorithm, which uses conventional means as cluster centers. For categorical datasets, two variations—l2-NOF (Non-numeric features based on different smoothing modes) and l2-NDM (Non-numeric features based on distance metrics)—are proposed. The essence of these methods lies in their updated clustering objective function and derived update rules for cluster centers, membership matrices, and feature weights. Extensive experiments demonstrate the superior performance of the proposed algorithms on both numerical and categorical datasets. These methods exhibit advantages such as improved clustering accuracy, robustness to noisy data, and adaptability to high-dimensional data environments. This signifies that incorporating L2-norm regularization for feature weighting substantially enhances the clustering quality of K-means, especially for complex, high-dimensional datasets. Additionally, the study discusses the impact of regularization parameters on clustering performance, offering practical insights for tuning these parameters to optimize clustering results. This guidance allows users to select the appropriate regularization intensity based on task-specific and data-related characteristics. The research provides a fresh perspective on improving the K-means clustering algorithm by emphasizing feature importance through L2-norm regularization, enhancing both clustering power and generalizability. This method is valuable for large-scale datasets and scenarios that require nuanced feature differentiation, representing a significant step forward in clustering quality and advancing related research fields.

认知无线电中的频谱感知：要求、挑战与设计权衡 随着无线服务需求的不断增长以及新兴无线设备和应用的涌现，对无线电频谱的需求显著增加。然而，传统频谱管理方法非常僵化，每个运营商仅被授予在特定频率范围内独占运营的权利。这种模式导致了频谱资源分配上的极大不灵活性。 频谱感知的重要性 近期的测量显示，许可频谱实际上很少能在时间和空间上连续利用。这一现象表明，当前所感知的频谱稀缺问题主要源于低效的固定频率分配，而非物理上的频谱短缺。因此，监管机构开始探索一种全新的接入范式，允许次级（未授权）系统机会性地利用未使用的主级（授权）频带，这些未使用的频段通常被称为“空白频段”。 为保护主级系统免受次级用户干扰的影响，需要可靠地识别空白频段。为此目的，可以采用多种不同的方法，如表1所示： | 方法 | 描述 || --- | --- || 主级系统报告 | 主级系统负责监测其频段的使用情况，并向监管机构报告空白频段的信息。 || 数据库查询 | 次级用户通过查询数据库来确定可用的空白频段。该数据库包含有关频谱使用情况的实时信息。 || 地理定位技术 | 利用地理位置信息确定特定地点的空白频段。 || 认知无线电感知 | 次级用户自主检测并利用空白频段。这是重点关注的方法。 | 认知无线电中的频谱感知 认知无线电技术使无线通信设备能够感知环境，并根据环境的变化调整其操作参数。频谱感知是认知无线电的一个核心功能，它允许设备检测空白频段并在不干扰主级用户的情况下利用这些频段。实现频谱感知的关键在于准确且高效地检测空白频段，同时确保主级用户的通信质量不受影响。 监管要求 频谱感知必须满足一定的监管要求，包括但不限于：- 避免干扰：确保次级用户的操作不会对主级用户的通信造成有害干扰。- 动态适应：确保系统能够根据频谱的动态变化进行相应调整。

This document provides various examples of basic compressed sensing using the MATLAB function linprog. The following examples demonstrate how to apply compressed sensing techniques to different types of signals: ECG Signal Compression K-sparse Signal Recovery Audio Signal Compression Encrypted Data Recovery Image Compression via L1 minimization Each section includes practical code examples, with step-by-step explanations to help you understand how to implement compressed sensing in different applications.

数据聚类是数据分析和数据挖掘领域的一个核心概念，它涉及将相似的数据项目分组在一起的过程，基于项目之间的相似度或差异度的度量。聚类分析对于探索性数据分析非常有用，可以帮助生成对数据的假设。数据聚类的过程可以被分为多个阶段，包括数据准备和属性选择、相似度度量选择、算法和参数选择、聚类分析以及结果验证。 在数据准备和属性选择阶段，需要对数据进行清洗、转换，并从中选择对聚类分析有意义的属性。例如，通过标准化处理大型特征，可以减少偏见。特征选择是将选定的特征存储在向量中，以便用作相似度或差异度的度量。特征向量可以包含连续值或二进制值，例如在某些情况下，品牌、类型、尺寸范围、宽度、重量和价格可以构成特征向量。维度缩减和采样在处理高维数据时特别重要，可以使用主成分分析（PCA）、多维尺度分析（MDS）、FastMap等算法将数据投影到低维空间。 对于大型数据集，可以通过较小的随机样本进行聚类，同时采样也用于某些算法的种子设定。在相似度度量方面，通常使用各种距离度量方法，如明可夫斯基度量，这是基于栅格上距离的常识概念。这些度量方法对于紧凑孤立的群集效果良好，但如果数据集中存在“大规模”特征，可能会对这些特征赋予过大的权重。在聚类之前进行缩放或标准化可以缓解这种情况。马氏距离考虑了特征之间的线性相关性，并在距离计算中包含协方差矩阵，使得如果特征向量来自同一分布，则该距离退化为欧几里得距离。如果协方差矩阵是对角的，则称为标准化欧几里得距离。余弦距离计算两个特征向量之间的夹角的余弦值，在文本挖掘中经常使用，尤其是在特征向量非常大但稀疏的情况。皮尔逊相关系数是一种衡量两个随机变量线性相关程度的度量。 层次聚类是聚类算法的一种，它通过计算距离矩阵并迭代地合并最相似的聚类来构建一个聚类层次结构。层次聚类可以是自底向上的凝聚方法，也可以是自顶向下的分裂方法。聚类算法的参数选择对于聚类质量至关重要。在聚类分析完成后，需要对结果进行验证，以确保聚类是有意义的，并且满足数据分析的目标。聚类的用途广泛，例如在市场细分、社交网络分析、图像分割等领域都有应用。聚类分析还与其他技术结合使用，如与分类算法相结合来改进机器学习模型的性能。