文档聚类是大数据分析中的一个关键任务，特别是处理非结构化的文本数据时。"用于文档聚类的高效稀疏球面k-均值算法"针对的就是这个问题，它提供了一种改进的方法来应对高维度且稀疏的文档表示。球面k-均值（Spherical k-Means）算法在许多情况下表现良好，且计算效率高，但由于其时间复杂度与聚类数量\( k \)线性相关，当\( k \)较大或文档集合规模庞大时，该算法的适用性会受到限制。
传统的欧氏距离k-均值算法优化策略对球面k-均值并不适用，因为余弦距离并非一个距离度量。鉴于此，研究者提出了一种有效的索引结构，旨在提高球面k-均值算法对于\( k \)值的可扩展性。这种方法利用输入向量的稀疏性和k-均值算法的收敛特性，显著减少了每次迭代中的比较次数，从而提升了算法效率。
文章中的核心概念包括信息系统的“信息提取”和“摘要”，以及关键词“文档聚类”、“k-均值”和“大规模分析”。这表明研究不仅关注聚类技术，还关注如何从大量文本数据中提取有用信息并进行概括。
球面k-均值算法的主要改进在于使用余弦相似度替代了欧氏距离，因为对于文档聚类而言，余弦相似度更能反映语义上的相似性。在高维空间中，文档常常表现为非常稀疏的向量，大部分元素为零，因此利用这种稀疏性可以有效地减少计算负担。
引入的索引结构可能基于诸如B树或哈希表等数据结构，它们能够快速定位到相似的文档向量，减少不必要的计算。同时，通过观察k-均值算法的收敛行为，可以预测哪些向量在迭代过程中不太可能改变簇归属，从而避免对这些向量的频繁更新，进一步提升性能。
这项工作为大规模文档聚类提供了新的解决方案，特别是在处理高维稀疏数据时，能够更有效地执行聚类任务，且不牺牲聚类质量。通过这种方式，即使面对大量聚类中心和大尺寸文档集合，也能保持算法的运行效率。这一改进对于信息检索、文本挖掘和大数据分析等领域具有重要意义，能够支持更深入、更快速的文档理解与分析。
