差别矩阵浓缩及其属性约简求解方法

属性约简是粗糙集理论的重要研究内容之一，已出现大量的属性约简算法，其中基于差别矩阵的属性约简算法是高效属性约简算法之一，但这些算法主要针对一致决策表，而对于不一致决策表，某些情况下不能得到属性约简。为此，本文提出改进的差别矩阵及其属性约简求解方法，统一考虑决策表一致和不一致情况两种情况下的属性约简，有效改进经典的基于差别矩阵求解属性约简的不足。同时，为适应大数据集属性约简需要，提出一种新的差别矩阵浓缩策略，以此提高属性约简的效率。     

改进的布尔冲突矩阵的高效属性约简算法

近年来,诸多学者喜欢用差别矩阵的方法来设计属性约简的算法,但由于计算差别矩阵不仅费时且还浪费空间,导致这些属性约简算法都不够理想。为了降低属性约简算法的复杂度,在布尔冲突矩阵的基础上,定义了一个启发函数,该函数能求出决策表中条件属性导致的冲突个数,同时给出了计算该启发函数的快速算法。然后用该启发函数设计了一个有效的基于改进的布尔冲突矩阵的不完备决策表的高效属性约简算法,该算法能够有效降低时间复杂度。最后实验结果说明了新算法的有效性。     

不一致决策表信息熵约简与代数约简的核计算与转化

对不一致决策表,信息熵约简与代数约简有时会得到不同的属性约简和核属性,当前的方法多为先将不一致决策表转化为一致决策表,再对后者寻求高效算法.本文基于等价差别矩阵具有相同的核属性和属性约简的思想,提出一种以条件属性等价类构造简化的代数约简差别矩阵,从差别矩阵内部进行比较与分析,发现只须将信息熵约简差别矩阵中由同时为矛盾对象所产生的可辩识属性集剔除,即可转化为简化的代数约简差别矩阵,从而得到将信息熵约简核属性转化为代数约简核属性的新方法,理论分析与数值算例都验证了其正确性.     

相容矩阵的高效属性约简算法

给出完备决策表和不完备决策表的定义并说明相容关系.给出了相容矩阵及其属性约简的定义,同时也给出差别矩阵及其属性约简的定义,证明了基于相容矩阵的属性约简与关于差别矩阵的属性约简定义是等价的,给出了一个计算条件属性的频率的公式,该公式不必计算差别矩阵,而是直接从决策表中计算出各条件属性在差别矩阵中出现的频率.设计一个快速计算条件属性频率的快速算法,在此基础上,设计了一个高效求基于相容矩阵的属性约简算法,并通过实例对该算法进行了验证.实践证明:算法的复杂度都得以降低,该算法的时间复杂度为O(|C|2|U|),空间复杂度为O(|U|).该方法为计算其他的属性约简算法提供了一条新思路.     

基于决策表的区分矩阵增量属性约简算法

对于决策表中存在对象动态变化的现象,当利用静态的属性约简算法处理这类决策表时算法效率并不理想,为了有效提高增量属性约简算法的效率,对决策表进行了简化,并证明了基于简化区分矩阵的属性约简与基于区分矩阵的属性约简是一致的,在利用原的属性约简的基础上,提出了一种基于决策表的区分矩阵增量属性约简算法,通过实例分析说明算法的有效性和可行性。     

一种基于决策表的快速属性约简矩阵算法

针对目前基于决策表的属性约简矩阵算法效率不理想的情况,首先引入了简化决策表的概念,有效剔除了决策表中大量重复冗余的对象,并给出了正区域模型下简化矩阵的构造,从而有效地缩小了求解属性约简的搜索空间;然后从理论上详细分析了基于简化矩阵的属性约简与基于正区域的属性约简是一致的,并给出了一种有效的属性重要性度量方法.为此,在简化矩阵的基础上设出了一种快速的属性约简矩阵算法,最后通过实例分析和实验对比说明了算法的有效性和可行性.     

优势关系下基于浓缩布尔矩阵的属性约简方法

在优势关系粗糙集方法(DRSA)的框架下,针对不协调的目标信息系统求属性约简。基于优势矩阵的方法是最常用的一类约简方法,但矩阵中不是所有的元素都有效。浓缩优势矩阵只保留对求约简有用的最小属性集,因而可以明显降低约简过程中的计算量。进一步地,浓缩布尔矩阵通过布尔代数的形式有效地弥补了优势矩阵生成效率低的缺点。文中将等价关系上的浓缩布尔矩阵属性约简方法扩展到优势关系上,针对优势矩阵提出了浓缩布尔矩阵的概念,建立了相应的高效约简方法,使效率得到明显提高。最后采用9组UCI数据进行实验,结果验证了所提方法的有效性。     

基于元素约简的决策表属性约简算法

Skowron差别矩阵广泛应用于属性约简及求核运算,但它只适用于相容决策表,对于不相容决策表有时会得到错误的结果。虽然国内多位学者对它进行了改进,但一方面它们仍只适用于相容或部分相容决策表的属性约简,对完全不相容决策表仍得不到正确的结果。另一方面须通过额外的函数来约束差别矩阵的构造过程,增加计算负担。利用等价差别矩阵具有相同属性约简的思想,将元素对象分割成相容对象与矛盾对象,通过对参与构造差别矩阵的行与列元素进行约简,减少了某些重复计算过程,提高了计算效率。以此为基础,给出了一种改进的属性约简算法。数值算例验证了该算法是有效可行的。     

决策表化简及其属性约简方法

给出一种求不一致决策表的核和所有属性约简的新方法,首先利用U/C对决策表进行化简,然后在简化的决策表上定义新的差别矩阵,最后利用差别函数求出所有属性约简.该方法可有效降低生成差别矩阵时所需的存储空间和时间,理论分析和例子表明,该属性约简方法在效率上比现有的基于差别矩阵和差别函数的方法有显著提高.     

基于差别矩阵的完备属性约简算法

基于差别矩阵思想的属性约简算法需要求出决策表的差别矩阵,然而差别矩阵的求取不但费时而且占用大量的存储空间。为此,提出一种基于差别矩阵中非空对象个数的改进属性约简算法。在利用差别矩阵思想的同时不生成差别矩阵,并给出属性重要度的定义及其快速计算公式,只需要 和 就能计算出属性重要度。实例分析证明,该算法能节省计算时间,求出最小属性约简。     

基于幂图的属性约简

针对粗糙集理论中基于差别矩阵的属性约简方法存在的不足,提出一种基于幂图的属性约简算法.首先通过修改样本决策属性值将不相容决策表转化为简化的相容决策表;然后将样本对概念与幂图概念相结合,将基于修正差别矩阵的不相容决策表的属性约简转化为幂图的搜索问题;最后通过实例和实验验证了所提出算法的有效性.     

三种差别矩阵的比较

差别矩阵是Rough集理论中重要概念之一,使用差别矩阵可以计算决策表的核和约简。当前有多种定义差别矩阵的方法,导致差另q矩阵有多种定义的原因是决策表的不一致性。本文分析一致决策表和不一致决策表关系,给出将不一致决策表转换为一致决策表的方法,并给出差别矩阵的等价性定义。在此基础上,讨论并证明三种差别矩阵的关系,结果表明利用这种转换方法和等价性定义可以将三种差别矩阵统一起来,从而保证在实际应用中可以用统一方法隶构造差别矩阵。     

不相容决策表的属性约简算法

对Skowron可辨识矩阵方法进行分析,并应用反例说明基于Skowron可辨识矩阵的属性约简算法对不相容决策表的属性约简,可能会导致错误的结果。针对这一问题,提出了一种基于改进可辨识矩阵的属性频率约简算法。该算法以改进的可辨识矩阵为基础,以属性频率作为启发信息,同时在算法中加入消除冗余属性二次约简过程。提供了实例分析,验证了该算法能够有效地对相容与不相容的决策表进行属性约简。     

基于改进的二进制分辨矩阵属性约简算法

属性约简是粗糙集理论的重要研究内容之一,目前已有许多属性约简算法。但这些算法中主要针对一致决策表,当决策表是不相容的情况下,常用的计算全部属性约简的差别矩阵算法会产生错误的结果。为了解决这个问题,引入了一个改进的二进制分辨矩阵,提出了一种基于改进的二进制分辨矩阵的属性约简算法。并利用上述算法结合实例进行属性约简,证明了算法的正确性和有效性。     

Analysis of alternative objective functions for attribute reduction in complete decision tables

Attribute reduction and reducts are important notions in rough set theory that can preserve discriminatory properties to the highest possible extent similar to the entire set of attributes. In this paper, the relationships among 13 types of alternative objective functions for attribute reduction are systematically analyzed in complete decision tables. For inconsistent and consistent decision tables, it is demonstrated that there are only six and two intrinsically different objective functions for attribute reduction, respectively. Some algorithms have been put forward for minimal attribute reduction according to different objective functions. Through a counterexample, it is shown that heuristic methods cannot always guarantee to produce a minimal reduct. Based on the general definition of discernibility function, a complete algorithm for finding a minimal reduct is proposed. Since it only depends on reasoning mechanisms, it can be applied under any objective function for attribute reduction as long as the corresponding discernibility matrix has been well established.     

一个基于修正的二进制差别矩阵的快速求核方法

本文研究了二进制差别矩阵中核属性的性质，指出并证明了二进制差别矩阵求核的理论依据，在此基础上给出了一种二进制差别矩阵的修正方法及求核方法。该方法不仅适用于任何决策表信息系统（相容决策表和不相容决策表），而且有效地降低了计算代价。     

基于包含度的不一致决策表约简新方法

在不一致决策表中,以知识的包含度为基础,将一致和不一致对象分开,定义了一种新的属性重要性;为克服区分矩阵法时间复杂度随系统大小增加而指数增长的缺陷,给出分布约简的数学判定定理,提出了一种求分布约简的启发式方法。实例验证分析表明,新的属性重要性是一种更有效的启发式信息,该方法时间复杂度较低,有助于搜索最小或次优约简。     

不协调区间值决策系统的最大分布约简

分布式约简可以保证约简前后决策系统各规则的置信度保持不变,是属性约简的重要方法之一。最大分布式约简保持了约简前后决策系统中可信程度最大的规则不变,提取置信度较大的规则在智能决策中具有广泛的应用价值。本文在相容关系下的不协调区间值决策系统中引入最大置信度的概念,构造最大分布保持不变的可辨识矩阵,并给出基于可辨识矩阵的最大分布约简算法。分析了不协调区间值决策系统的最大分布约简算法与其它约简算法之间的关系。最后,利用UCI标准数据集进行了实验验证,实验结果表明了算法的有效性。