基于小波密度估计的数据流离群点检测

为能及时发现数据流上的局部离群点,分析数据流已有的离群点挖掘算法,提出基于小波密度估计的离群点检测算法。利用小波密度估计多尺度和多粒度的特点,通过小波概率阈值判断数据流中当前滑动窗口内的数据点是否为离群点,并对数据流中离群点检测过程进行讨论。仿真结果表明,与核密度估计算法相比,该算法的检测效率与精度较高。     

无线传感器网络中异常读数检测算法研究*

针对无线传感器网络的离群点检测算法由于没有充分考虑数据的时空关联性和网络的分布特性,导致检测精度低、通信量大和计算复杂度高等局限,提出了基于时空关联的分布计算与过滤的在线离群点检测算法。该算法在各传感器节点上利用传感器读数的时间关联性生成候选离群点,并利用空间关联性对候选离群点进行过滤得到局部离群点,最终将所有传感器节点上的局部离群点集中到sink节点上获得全局离群点。利用时空关联性提高了检测精度,利用分布计算与过滤减少了通信量和计算量,理论分析和实验结果均表明该算法优于现有算法。     

基于距离的数据流离群点挖掘算法

传统的离群点挖掘算法无法有效挖掘数据流中的离群点。针对数据流的无限输入和动态变化等特点,提出一种新的基于距离的数据流离群点挖掘算法。通过Hoeffding定理及独立同分布中心极限定理,对数据流概率分布变化进行动态检测,利用检测结果自适应调整滑动窗口大小对数据流离群点进行挖掘。实验结果表明,该算法在人工数据集和真实数据集KDD-CUP99中可以对数据流中的离群点进行有效挖掘。     

基于张量分解的数据流异常检测

本文对基于分布式的演化数据流的连续异常检测问题进行了形式化描述,提出一种在滑动窗口中基于张量分解的异常检测算法--WSTA.该算法将各分布结点上的数据流作为全局数据流的子张量,通过分布结点与中心节点的通信,在分布结点的滑动窗口中自适应抽样生成概要数据结构矩阵.对该数据矩阵进行张量分解得到特征向量,然后采用基于距离的异常检测方法发现异常点.基于大量真实数据集的实验表明,此算法具有良好的适用性和可扩展性.     

基于K-means的数据流离群点检测算法

针对数据流中离群点挖掘问题,在K-means聚类算法基础上,提出了基于距离的准则进行数据间离群点判断的离群点检测DOKM算法。根据数据流概念漂移检测结果来自适应地调整滑动窗口大小,从而实现对数据流的离群点检测,与其他离群点算法的一系列实验验证和对比结果表明,DOKM算法在人工数据集和真实数据集中均可以实现对离群点的有效检测。     

基于k均值分区的数据流离群点检测算法

离群知识发现是数据挖掘研究的一个重要方面，数据流离群点挖掘更因其挖掘对象具有动态性、不可复读性、数据量大等特点而成为离群知识发现研究的一个难点．提出一种基于k均值分区的流数据离群点发现算法，先对数据流进行分区做k均值聚类生成中间聚类结果（均值参考点集），随后在这些均值参考点中，根据离群点的定义找出可能存在的离群点．理论分析和实验结果表明，算法可以有效解决数据流离群点检测问题，算法是有效可行的．     

一种基于密度的局部离群点检测算法DLOF

离群点可分为全局离群点和局部离群点.在很多情况下,局部离群点的挖掘比全局离群点的挖掘更有意义.提出了一种基于密度的局部离群点检测算法DLOF.该方法通过引入信息熵用于确定各对象的离群属性,在计算各对象之间的距离时采用加权距离,并给离群属性较大的权重,从而提高离群点检测的准确度.另外,该算法在计算离群因子时,采用了两步优化技术,并对采用这两步优化技术后算法的时间复杂度进行了详细分析.理论分析和实验结果表明了该方法是有效可行的.     

基于动态网格的数据流离群点快速检测算法

离群点检测问题作为数据挖掘的一个重要任务,在众多领域中得到了应用.近年来,基于数据流数据的挖掘算法研究受到越来越多的重视.为了解决数据流数据中的离群点检测问题,提出了一种基于数据空间动态网格划分的快速数据流离群点检测算法.算法利用动态网格对空间中的稠密和稀疏区域进行划分,过滤处于稠密区域的大量主体数据,有效地减少了算法所需考察的数据对象的规模.而对于稀疏区域中的候选离群点,采用近似方法计算其离群度,具有高离群度的数据作为离群点输出.在保证一定精确度的条件下,算法的运行效率可以得到大幅度提高.对模拟数据集和真实数据集的实验检测均验证了该算法具有良好的适用性和有效性.     

快速挖掘数据流中离群点

离群点检测是数据挖掘领域的一个重要分支,当前数据流的离群点检测研究越来越受到关注.为了快速准确地检测出数据流中离群点,提出一种在线数据流离群点检测算法ODDS(outlier detection in online data stream s).它利用数据与频繁模式的相异程度来度量数据的离群程度,通过构建ODDS-Tree树,能动态地更新数据流中候选离群点的离群信息.实验结果验证了该算法与其他同类算法相比具有较高的效率与优良的可扩展性能.     

演化数据流上的连续异常检测

基于滑动窗口的异常检测是数据流挖掘研究的一个重要课题,在许多应用中数据流通常在一个分布网络上传输,解决这类问题时常采用分布计算技术,以便获得实时高质量的计算结果。对分布演化数据流上连续异常检测问题,进行形式化地阐述,提出了两个基于核密度估计的异常检测定义和算法,并通过大量真实数据集的实验,表明该算法具有良好的高效性和可扩展性,完全适应数据流应用的需求。     

Mining frequent itemsets over distributed data streams by continuously maintaining a global synopsis

Mining frequent itemsets over data streams has attracted much research attention in recent years. In the past, we had developed a hash-based approach for mining frequent itemsets over a single data stream. In this paper, we extend that approach to mine global frequent itemsets from a collection of data streams distributed at distinct remote sites. To speed up the mining process, we make the first attempt to address a new problem on continuously maintaining a global synopsis for the union of all the distributed streams. The mining results therefore can be yielded on demand by directly processing the maintained global synopsis. Instead of collecting and processing all the data in a central server, which may waste the computation resources of remote sites, distributed computations over the data streams are performed. A distributed computation framework is proposed in this paper, including two communication strategies and one merging operation. These communication strategies are designed according to an accuracy guarantee of the mining results, determining when and what the remote sites should transmit to the central server (named coordinator). On the other hand, the merging operation is exploited to merge the information received from the remote sites into the global synopsis maintained at the coordinator. By the strategies and operation, the goal of continuously maintaining the global synopsis can be achieved. Rooted in the continuously maintained global synopsis, we propose a mining algorithm for finding global frequent itemsets. Moreover, the correctness guarantees of the communication strategies and merging operation, and the accuracy guarantee analysis of the mining algorithm are provided. Finally, a series of experiments on synthetic datasets and a real dataset are performed to show the effectiveness and efficiency of the distributed computation framework.     

高维类别属性数据流离群点快速检测算法

提出类别属性数据流数据离群度量--加权频繁模式离群因子(weighted frequent pattern outlier factor,简称WFPOF),并在此基础上给出一种快速数据流离群点检测算法FODFP-Stream(fast outlier detection for high dimensional categorical data streams based on frequent pattern).该算法通过动态发现和维护频繁模式来计算离群度,能够有效地处理高维类别属性数据流,并可进一步扩     

Heron环境下基于实例重分配的传输负载优化策略

作为新一代大数据流式计算框架,Heron忽略了任务实例之间不同通信方式的差异以及节点资源利用率不均衡的问题导致系统性能下降。针对这一问题,设计了节点资源限制模型、通信开销优化模型和实例数据流关系模型,并在此基础上提出了Heron环境下基于实例重分配的传输负载优化策略(transmission load optimization strategy based on instance reallocation in Heron,TLIR-Heron)。该策略包括节点资源限制算法和实例重分配算法,通过判定实例重分配条件并执行重分配算法将节点间数据流转换为节点内数据流,从而降低通信开销。实验结果表明,在三组拓扑测试下,TLIR-Heron相较于Heron默认调度策略能够降低节点间通信开销和系统的计算延迟,并提升了计算节点资源利用的均衡性。     

高通信效率的分布式流数据聚类算法

传感器节点的资源是有限的,高的通信开销会消耗大量的电量。为了减小分布式流数据分类算法的通信开销,提出一种高效的分布式流数据聚类算法。该算法包含在线局部聚类和离线全局协同聚类两个阶段。在线局部聚类算法将每个流数据源进行局部聚类,并将聚类后的结果通过序列化技术发往协同节点;协同节点得到来自不同流数据源的局部聚类信息后进行全局聚类。从实验中可以看出,当不断增加窗口的大小时,算法用于数据发送的时间恒定不变,算法的聚类时间和总的时间呈线性增长,即所提出算法的执行时间不受滑动窗口宽度和聚类个数的影响;同时该算法与集中式算法的准确性接近,并且通信开销远远小于相关的分布式算法。实验结果表明,该算法具有很好的可扩展性,可应用于对大规模分布式流数据源进行聚类分析。     

多传感器系统含状态约束的分布式并行卡尔曼滤波算法

基于群智能建筑系统,提出一种含有状态约束的并行式卡尔曼滤波算法。算法通过物理约束建立方程,利用相邻节点间的约束关系和投影法计算出含有状态约束的卡尔曼滤波估计值,从而达到故障诊断与数据校核的目的。算法基于的分布式结构采用传感器网络节点的形式,每个节点有自身处理系统而不需要任何中心节点或中心通信设施。因此,本文提出的算法具有完全分布性,允许在多个测量节点之间独立计算。本文详细论述算法推导过程,并通过软件仿真与硬件测试,验证了算法的并行性、准确性和稳定性。     

基于传感器网络的关联规则挖掘算法研究

现有的传感器网络数据处理系统只能向用户提供简单的查询操作,如何高效地处理传感器网络的海量数据流,从中获取有用的知识成为新的挑战.提出一种基于传感器网络特性的分布式关联规则挖掘算法,采用树型通信结构,各个传感器通过改进的单一数据流频繁项集挖掘算法找出本地的局部频繁项集,并逐层上传、合并,最后由sink节点将所有子节点的局部频繁项集合并成全局的频繁项集,并产生相应的关联规则.实验证明该算法占用较少的计算时间和内存.