Simplified Silhouette Parameter for Assessing the Quality of Cluster Structures

УДК 519.254

  • V.V. Zhuravleva Altai State University (Barnaul, Russia) Email: vvzhuravleva@mail.ru
  • A.S. Manicheva Altai State University (Barnaul, Russia) Email: manichevaas@gmail.com
Keywords: cluster analysis, cluster structure, clustering quality, silhouette parameter, compactness, separability

Abstract

The article deals with issues related to assessing the quality of a cluster data structure. A description of the clustering quality index is given, which takes into account the characteristics of compactness and separability of clusters in two versions: the classical and the simplified silhouette index. It is noted that a laborious procedure of a complete enumeration of pairs of objects is required to evaluate the classical silhouette feature on big data. Further, a variation of this indicator — a simplified silhouette indicator — is proposed and found to be convenient for assessing cluster structures built on big data arrays. The sample indicator has been tested on model data, and several variants of cluster structures are built for the objects like identified clusters that are present in the set of mini-clusters. The centers of mini-clusters with consideration to their “weight” (the number of objects in mini-clusters was set as the weight) are chosen as objects when calculating intracluster and inter-cluster distances. The corresponding silhouette parameter is calculated. The comparison of the indicators of the classical and simplified silhouette indicators for each set of data models provides an adequate assessment of the quality of clustering.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

V.V. Zhuravleva, Altai State University (Barnaul, Russia)

кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики

A.S. Manicheva , Altai State University (Barnaul, Russia)

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики

References

Загоруйко Н.Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. Новосибирск, 1999.

Загоруйко Н.Г. Интеллектуальный анализ данных, основанный на функции конкурентного сходства // Автометрия. 2008. Т. 44. № 3.

Миркин Б.Г. Методы кластер-анализа для поддержки принятия решений: обзор. М., 2011.

Dronov S.V, Evdokimov E.A. Post-hoc cluster analysis of connection between forming characteristics // Model Assisted Statistics and Applications. 2018. Vol. 13. № 2. DOI: 10.3233/MAS-180429.

Журавлева В.В., Аюпов К.Е. Применение метода кластерного анализа для обнаружения зависимости обострений сердечно-сосудистых заболеваний от геофизических факторов : сб. научн. ст. Междунар. конф. «Ломоносовские чтения на Алтае: фундаментальные проблемы науки и образования». Барнаул, 2015.

Айдинян А.Р., Цветкова О.Л. Алгоритмы кластерного анализа для решения задач с асимметричной мерой близости // Сиб. журн. вычисл. матем. 2018. Т. 21. № 2. DOI: 10.15372/SJNM20180201.

Игнатьев Н.А. Кластерный анализ данных и выбор объектов-эталонов в задачах распознавания с учителем // Вычислительные технологии. 2015. Т. 20. № 6.

Савченко Т.Н. Применение методов кластерного анализа для анализа данных психологических исследований // Прикладная юридическая психология. 2008. № 4.

Сивоголовко Е.В. Оценка качества кластеризации в задачах интеллектуального анализа данных : дис. ... канд. физ.-мат. наук. СПб., 2014.

Паклин Н.Б., Орешков В.И. Кластерные силуэты // Системный анализ в проектировании и управлении : сб. научн. тр. XX Междунар. науч.-практич. конф. Ч. 2. СПб., 2016.

Журавлева В.В., Бондарева А.А. Описание одного алгоритма кластеризации типа Forel // МАК-2015 : сб. трудов 18-й Всеросс. конф. по математике. Барнаул, 2015.

Журавлева В.В. Об одном алгоритме кластеризации : сб. научн. ст. Междунар. конф. «Ломоносовские чтения на Алтае: фундаментальные проблемы науки и образования». Барнаул, 2015.

Published
2022-09-09
How to Cite
Zhuravleva V., Manicheva A. Simplified Silhouette Parameter for Assessing the Quality of Cluster Structures // Izvestiya of Altai State University, 2022, № 4(126). P. 110-114 DOI: 10.14258/izvasu(2022)4-17. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-17.
Section
Математика и механика