基于特征和实例迁移的加权多任务聚类

传统聚类方法只对每个数据集单独进行聚类,但是有时单个数据集中的数据不足以挖掘一个良好的簇结构.在现实生活中,有很多数据集包含相同的类标签,因此存在多个相关的聚类任务.多任务聚类通过在相关任务之间迁移知识来提升每个任务的聚类性能,近些年来它获得越来越多的关注.一个好的多任务聚类算法要完成以下两方面工作:(1)它应该充分利用来自其它任务的知识;(2)它能够自动地评估任务相关性以避免负面迁移.然而,现有多任务聚类方法还不能很好地完成任意一方面的工作.本文提出一个基于特征和实例迁移的加权多任务聚类算法MTCFIR.一方面,它在任务之间既迁移特征表示知识又迁移实例知识,要比大部分现有多任务聚类方法更充分地利用跨任务知识.另一方面,它自动地学习任务相关性来避免负面迁移,并且没有现有评估任务相关性的多任务聚类方法的限制条件.MTCFIR执行以下三个步骤.首先,它利用边缘堆栈降噪自编码器在任务之间学习一个共有的特征表示.该步骤通过迁移特征表示知识来降低任务之间的分布差异,这是一致相似度矩阵学习的前提.其次,它通过在任务之间迁移实例知识来为每个任务学习一个一致相似度矩阵,并且通过对任务进行加权来决定不同任务对每个任务的一致相似度矩阵学习的贡献程度.该步骤可以避免在不太相关的任务之间强制迁移知识所带来的负面影响.最后,它在每个任务的一致相似度矩阵上执行对称非负矩阵分解来得到聚类结果.在真实数据集上的实验结果说明本文提出的方法比传统单任务聚类方法和现有多任务聚类方法具有更好的聚类效果,并且要比大部分多任务聚类方法高效.