基于改进的AprioriAll算法的Web序列模式挖掘研究

为了减少AprioriAll算法挖掘过程中候选序列的生成以及对序列数据库的扫描次数,提高算法的挖掘效率,提出了一种基于改进的AprioriAll算法的Web序列模式挖掘方法.首先对数据进行预处理,然后利用经过改进的AprioriAll算法进行模式挖掘.算法的改进主要有两点:一个通过改变候选序列的连接方式来减少候选序列的产生;二是通过减少不必要的数据库扫描操作来提高算法的效率.通过实验验证了改进后算法在Web序列模式挖掘过程中的高效性和正确性.     

有效挖掘闭合组合序列模式

序列模式的挖掘是近年来的研究热点之一,目前很多研究都集中在闭合频繁项集与闭合序列模式的挖掘,较少涉及更加复杂、有重要应用价值的组合序列模式.针对任意长度和任意组合次数的频繁组合序列模式,提出了一种挖掘全部闭合的组合序列的算法CloCSP.为克服指数量级的候选序列进行闭合检验的困难,提出了既能生成频繁组合序列,又能有效剪枝,并同时完成闭合检验的混合扩展策略,该策略无需维护候选集.实验表明,CloCSP算法能够有效挖掘出隐藏在序列数据中,尤其是稠密数据集内的闭合组合序列模式,有助于揭示更加复杂的序列模式.     

一种无候选项的闭合序列模式挖掘算法

算法Clo Span在挖掘闭合序列模式时分两阶段进行,首先产生候选的闭合序列模式,然后在此基础上挖掘闭合序列模式。针对Clo Span算法中大量候选模式影响挖掘效率的问题,提出改进的算法ss Clo Span。该算法在序列模式增长时,利用支持度和末节点哈希表剪枝非闭合模式,同时利用频繁项头表进行闭合性检测。实验结果表明,对于不含项集项的序列,当存在较长频繁序列时,挖掘效率得到了有效的提高。     

不产生候选项集的TOP-K高效用模式挖掘算法

目前TOP-K高效用模式挖掘算法需要产生候选项集,特别是当数据集比较大或者数据集中包含较多长事务项集时,算法的时间和空间效率会受到更大的影响.针对此问题,通过将事务项集和项集效用信息有效地保存到树结构HUP-Tree,给出一个不需要候选项集的挖掘算法TOPKHUP;HUPTree树能保证从中计算到每个模式的效用值,不需要再扫描数据集来计算模式的效用值,从而使挖掘算法的时空效率得到较大的提高.采用7个典型数据集对算法的性能进行测试,实验结果证明TOPKHUP的时间和空间效率都优于已有算法,并对K值的变化保持平稳.     

基于模式增长的高效用序列模式挖掘算法

高效用序列模式挖掘是数据挖掘领域的一项重要内容, 在生物信息学、消费行为分析等方面具有重要的应用.与传统基于频繁项模式挖掘方法不同, 高效用序列模式挖掘不仅考虑项集的内外效用, 更突出项集的时间序列含义, 计算复杂度较高.尽管已经有一定数量的算法被提出应用于解决该类问题, 挖掘算法的时空效率依然成为该领域的主要研究热点问题.鉴于此, 本文提出一个基于模式增长的高效用序列模式挖掘算法HUSP-FP.依据高效用序列项集必须满足事务效用闭包属性要求, 算法首先在去除无用项后建立全局树, 进而采用模式增长方法从全局树上获取全部高效用序列模式, 避免产生候选项集. 在实验环节与目前效率较好的HUSP-Miner、USPAN、HUS-Span三类算法进行了时空计算对比, 实验结果表明本文给出算法在较小阈值下仍能有效挖掘到相关序列模式, 并且在计算时间和空间使用效率两方面取得了较大的提高.     

高效的一次性弱间隙序列模式挖掘算法

间隙约束序列模式挖掘作为序列模式挖掘的一个重要分支,可以发现模式在序列中的重复出现。然而,当前研究主要针对单项序列进行挖掘,并且序列中每一项都被认为具有相同意义。为解决该问题,提出一次性弱间隙序列模式挖掘（OWP）算法,该算法由准备阶段、支持度计算和候选模式生成3个步骤组成。在准备阶段,建立倒排索引,并对不频繁的项进行剪枝;在支持度计算方面,利用倒排索引结构记录出现位置,避免对原始数据集的重复扫描;在候选模式生成方面,采用模式连接策略,减少冗余候选模式的生成。在项集序列和单项序列共6个真实数据集上的实验结果表明,OWP算法相比OWP-p、Ows-OWP和OWP-e算法在运行时间上分别提升了2.653、1.348、3.592倍,在内存消耗上分别减少了3.51%、0.07%、5%,说明OWP算法可以更高效地挖掘出用户感兴趣的模式。此外,OWP算法在以D1数据集为基础的6倍大小的数据集上的运行时间比D1数据集增长了3.763倍,内存消耗增长了2.310倍,运行时间和内存消耗的增加倍数均小于数据集大小的增加倍数,说明OWP算法具有良好的可扩展性。     

对比保序模式挖掘算法

针对现有的对比序列模式挖掘方法主要针对字符序列数据集且难以应用于时间序列数据集的问题，提出一种对比保序模式挖掘（COPM）算法。首先，在候选模式生成阶段，采用模式融合策略减少候选模式数；其次在模式支持度计算阶段，利用子模式的匹配结果计算超模式的支持度；最后，设计了动态最小支持度阈值的剪枝策略，以进一步有效地剪枝候选模式。实验结果表明，在6个真实的时间序列数据集上，在内存消耗方面，COPM算法至少比COPM-o(COPM-original)算法降低52.1%，比COPM-e(COPM-enumeration)算法低36.8%，比COPM-p(COPM-prune)算法降低63.6%；同时在运行时间方面，COPM算法至少比COPM-o算法降低30.3%，比COPM-e算法降低8.8%，比COPM-p算法降低41.2%。因此，在算法性能方面，COPM算法优于COPM-o、COPM-e和COPM-p算法。实验结果验证了COPM算法可以有效挖掘对比保序模式，发现不同类别的时间序列数据集间的差异。     

基于MFP-Miner算法的图书借阅数据关联规则挖掘

本研究利用关联规则挖掘的最大频繁模式算法对图书馆历史借阅数据进行快速有效地挖掘,以获取隐含在借阅数据中有用的关联信息,优化图书馆馆藏结构,发掘学科间的隐性联系和学科动向。由于该算法在挖掘过程中不需要产生候选项目集,因而节约了对候选项目集进行计数的时间,从而使算法的效率得到了很大的提高。     

序列模式挖掘支持度阈值的确定方法

通过对不同支持度下序列模式挖掘产生模式个数分布的研究,利用曲线拟合技术,提出一种支持度与序列模式个数的关系模型。在对客户序列数据库子集进行预挖掘的基础上,利用该模型为用户在挖掘前确定支持度阈值提供参考。在不同类型数据集上采用该方法,得到预期结果,表明该方法是正确有效的。     

基于递推式右路径扩展的XML频繁模式树挖掘

在分析现有的频繁模式树挖掘的经典算法FREQT和FreqtTree基础上,提出一种新的基于递推式右路径扩展的XML频繁模式树挖掘算法。该算法采用最右路径扩展的思想,利用递推式的候选节点集更新技术来压缩候选节点集,产生数量较少的候选模式,并且在计算候选模式树的支持数时,采用增量式技术,提高算法效率。从理论上证明该算法的正确性,并对通过具体实验验证算法的高效性。