利索能及
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专利号: 2021103015066
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向儿童的阶段性身高预测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:将数据进行归类;

步骤2:对kmeans聚类算法改进,并分类;具体包括:

21)使用肘部法则和轮廓系数相结合的方法确定k值;肘部法则计算公式如下:其中,SSE表示的是所有样本的聚类误差,Ci表示第i个簇,p表示的是Ci中的样本点,mi表示的是Ci的质心,k表示类别数量;

轮廓系数的公式如下表示:

其中,S(j)表示轮廓系数,a(j)表示第j个样本到同一簇内其他点不相似程度的平均值,b(j)表示第j个样本到其他簇的平均不相似程度的最小值;S(j)越接近1,说明样本聚类效果越好;

选择一个变化率急剧下降的点作为最优k值;选择方式以肘部法则为主,肘部法则无法确定,再辅以轮廓系数确定,选择最大时的轮廓系数作为k值;

22)获取检测人的体成分信息,包括当前身高、当前体重、年龄、骨龄,作为其中一个聚类中心;

F={H,W,A,BA}                      (3‑3)其中,F表示第一个质心,H表示检测人的当前身高,W表示检测人的当前体重,A表示检测人的年龄,BA表示检测人的骨龄;

在相应的骨龄段,利用马氏距离来计算检测者和该骨龄段所有数据的体成分相似度,距离越小,表示相似度越高;

其中,DM表示马氏距离,S表示协方差矩阵,x为样本集的变量,μ为每种变量的均值;

利用公式(3‑5)选取k‑1个最不相似的数据作为剩下的聚类中心;

Kt=(1,2,3,…,k‑1)=argmaxt=(1,2,3,…,k‑1)DM    (3‑5)其中,Kt表示第t个质心,DM表示马氏距离;

23)根据检测者的骨龄,将该骨龄所属的骨龄段进行分类;

步骤3:计算检测者到每个类聚类中心的相似度距离,找出最相似的那一类;具体包括:

31)使用公式(4‑1)计算检测者到每个类聚类中心的距离;

其中,Similarv表示检测者与第v个数据的相似度距离,BA表示检测人的骨龄,BAv表示数据集中第v条数据的骨龄,H表示检测人的当前身高,Hv数据集中第v条数据的身高,A表示检测人的年龄,Av表示数据集中第v条数据的年龄,W表示检测人的当前体重,Wv表示数据集中第v条数据的体重;

32)选择相似度距离最小的三条数据;

步骤4:计算检测者到该类每个数据的相似度距离,找出最接近的3条数据,取平均值;

具体包括:

41)根据公式(5‑1)将选取到的三条数据取平均值;

(BAny,Hny,Any,Wny)

=(Y(ba)avg,Y(h)avg,Y(a)avg,Y(w)avg)       (5‑1)其中,BAny表示下一年检测者的骨龄,Hny表示下一年检测者的身高,Any表示下一年检测者的年龄,Wny表示下一年检测者的体重,Y(ba)avg表示三条数据中骨龄的平均值,Y(h)avg表示三条数据身高的平均值,Y(a)avg表示三条数据中年龄的平均值,Y(w)avg表示三条数据中体重的平均值;

42)重复步骤2至步骤41),直到检测者年龄超过18岁,这时检测者当前年龄到成年的阶段性身高就都能表示出来。

2.根据权利要求1所述的一种面向儿童的阶段性身高预测方法,其特征在于,所述的步骤1具体包括:将数据按照男生和女生分成两个组别,在每个组别中依照骨龄进行归类。