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Enregistrement W4413125506 · doi:10.1109/tfuzz.2025.3596790

Data Transformation-Driven Fuzzy Clustering Neural Network With Layerwise and End-to-End Training

2025· article· en· W4413125506 sur OpenAlexaff
Yuhu You, Zhen Wang, Zunwei Fu, Eun-Hu Kim, Hao Huang, Witold Pedrycz

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Fuzzy Systems · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNeural Networks and Applications
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceCluster analysisArtificial neural networkArtificial intelligenceTraining (meteorology)Layer (electronics)End-to-end principleFuzzy logicFuzzy clusteringPattern recognition (psychology)Data mining

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In this study, we propose a novel data transformation-driven fuzzy clustering neural network (DTFCNN) to enhance the dimensionality reduction function and end-to-end refinment learning ability of the entire structure. Unlike conventional fuzzy clustering-based neural networks, which rely on fuzzy c-means clustering in the hidden layer and least squares error-based learning for connection weights, the DTFCNN utilizes backpropagation (BP) learning as a refinement algorithm. This refinement process enables iterative fine-tuning of the model’s parameters, allowing it to adapt more effectively to complex patterns. By using BP, DTFCNN enhances its ability to learn intricate feature interactions and extract relevant features from high-dimensional spaces, thereby significantly improving the model’s flexibility and performance. The proposed DTFCNN consists of four layers. First, a preprocessing layer employs principal component analysis for feature extraction and dimensionality reduction, where eigenvectors are used as connection weights for the preprocessing layer. Second, a hidden layer utilizes fuzzy c-means clustering for generating fuzzy membership degrees, and centers serve as connection weights for hidden layers. The entries of the partition matrix also are regarded as membership degrees. In the output layer, a linear-driven affine transform is used for fitting connection weights, and a SoftMax function is employed to express the outputs as probabilities. Finally, all parameters, such as eigenvectors, centers, and coefficients, from the preprocessing layer to the output layer are refined through BP-based learning. To validate the effectiveness of the DTFCNN, we conducted a collection of comparison experiments: 1) publicly benchmark datasets with statistical analysis, 2) facial recognition datasets for application-specific testing, and 3) three large-scale datasets. The results demonstrate that the DTFCNN outperforms classical classifiers, state-of-the-art fuzzy classifiers, and deep learning baselines in terms of accuracy and generalization capability. The DTFCNN model uses fewer parameters than deep learning baselines, resulting in faster training times without compromising performance. Overall, the DTFCNN achieves higher accuracy while maintaining model adaptability.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,013
Score d'incertitude au seuil0,026

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,039
Tête enseignante GPT0,267
Écart entre enseignants0,228 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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