[論文レビュー] A Comparative Agglomerative Hierarchical Clustering Method to Cluster Implemented Course

Rahmat Widia Sembiring, Jasni Mohamad Zain+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 2011

Recommender Systems and Techniques参考文献 23被引用数 24

ひとこと要約

本論文は、高等教育における実装済みコースのグループ化を目的として、シングルリンクエージェレーティブ・ハイアラルキカル・クラスタリングとコンプリートリンクエージェレーティブ・ハイアラルキカル・クラスタリングの比較研究を提案する。MATLABおよびHCE 3.5を用いて、異なるリンクエージェレーティブ基準がクラスタ数に与える影響を示し、工業訓練評価におけるコースクラスタリング応用においてクラスタ形成がリンクエージェレーティブ選択に極めて敏感であることを強調する。

ABSTRACT

There are many clustering methods, such as hierarchical clustering method. Most of the approaches to the clustering of variables encountered in the literature are of hierarchical type. The great majority of hierarchical approaches to the clustering of variables are of agglomerative nature. The agglomerative hierarchical approach to clustering starts with each observation as its own cluster and then continually groups the observations into increasingly larger groups. Higher Learning Institution (HLI) provides training to introduce final-year students to the real working environment. In this research will use Euclidean single linkage and complete linkage. MATLAB and HCE 3.5 software will used to train data and cluster course implemented during industrial training. This study indicates that different method will create a different number of clusters.

研究の動機と目的

• 工業訓練から実装済みコースをグループ化するエージェレーティブ・ハイアラルキカル・クラスタリングの有効性を評価すること。
• シングルリンク法とコンプリートリンク法の両者が、実装済みコースのクラスタ形成において果たす性能を比較すること。
• リンクエージェレーティブ基準が得られるクラスタの数および構造に与える影響を特定すること。
• 高等教育機関における学術的および産業訓練評価のための、実際の産業訓練コースデータを用いたクラスタリング手法の適用。
• 学術的および産業訓練評価におけるコースクラスタリングのための手法的基盤を提供すること。

提案手法

• 各コースを個別のクラスタとして開始するエージェレーティブ・ハイアラルキカル・クラスタリングを採用する。
• 2つのリンクエージェレーティブ基準を適用：シングルリンク（クラスタ間の最小距離）とコンプリートリンク（クラスタ間の最大距離）。
• コースデータポイント間の類似度測定にユークリッド距離を用いる。
• データ処理および可視化のために、MATLABおよびHCE 3.5ソフトウェアを用いてクラスタリングプロセスを実装する。
• 2つの手法の比較のために、得られたデンドログラムおよびクラスタ形成を分析する。
• 視覚的検査およびリンクタイプごとのクラスタ数比較を通じて、結果を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 シングルリンク法とコンプリートリンク法は、実装済みコースに対して、どのようにクラスタ数を生じさせるか？
• RQ2 産業訓練コースデータの文脈において、どちらのリンク法がより一貫性があり意味のあるクラスタを生成するか？
• RQ3 リンクエージェレーティブ基準の選択が、コースクラスタの階層的構造にどのように影響するか？
• RQ4 同じデータセットに対して、異なるエージェレーティブ・ハイアラルキカル・クラスタリング戦略を用いた場合、クラスタリング結果がどの程度変動するか？
• RQ5 属性に基づいて、クラスタリングが教育的評価のための実装済みコースを効果的にグループ化できるか？

主な発見

• 同じコースデータセットに適用した場合、シングルリンク法とコンプリートリンク法は、異なる数のクラスタを生成する。
• 本研究は、リンクエージェレーティブ基準が、エージェレーティブ・ハイアラルキカル・クラスタリングにおけるクラスタ形成および構造に顕著な影響を与えることを確認した。
• シングルリンク法は、長く鎖状のクラスタを形成しやすいが、コンプリートリンク法は、よりコンパクトで明確に分離されたクラスタを生成する。
• 結果は、手法選択が教育的文脈におけるクラスタリング結果の解釈可能性および有用性に直接的な影響を与えることを示している。
• 両手法とも実装済みコースを効果的にグループ化できたが、リンクエージェレーティブの選択が得られるクラスタの粒度および一貫性に影響を及ぼす。
• MATLABおよびHCE 3.5の使用により、比較分析のためのクラスタ階層の効果的なデータ処理および可視化が可能になった。