基于广义差别矩阵的核和属性约简算法

属性约简是粗糙集理论的重要研究内容.为此引入广义差别矩阵,提出基于广义差别矩阵的核和属性约简算法.该框架可有效避免连续属性值离散化,且有利于与其他机器学习方法相结合.理论分析表明,所提出的算法是有效而可行的.

     

基于差别矩阵启发式决策表属性约简算法

属性约简是粗糙集理论研究的核心内容之一,足知识获取的关键步骤.针对大规模数据集,基于决策表差别矩阵属性约简不具备可操作性缺点;以及基于差别矩阵属性频度的约简算法没有考虑到差别矩阵元素中属性个数多少的缺陷.基于差别矩阵元素的基数越小,其属性越重要的思想,按照基数由小到大的顺序,利用矩阵中具有相同基数的矩阵元素的簇集中属性出现的频度,确定属性的重要度,提出一种快速搜索属性约简算法,能快速搜索到属性的最优或次优约简.实验结果表明算法是可行、有效的.     

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。     

一种基于改进差别矩阵的属性约简增量式更新算法

粗糙集方法提供了一种新的处理不精确、不完全与不相容知识的数学工具.属性约简是粗糙集理论的重要研究内容之一,已有的大多数属性约简算法主要考虑信息系统(或决策表)不变的情况,有关属性约简的增量式更新算法却报道不多.为此,文中提出一种基于改进差别矩阵的属性约简增量式更新算法,主要考虑对象动态增加情况下属性约简的更新问题.该算法可通过快速更新差别矩阵,在动态求解核的基础上,利用原有的属性约简有效地进行属性约简的增量式更新,因而可提高属性约简的更新效率.理论分析表明,该文提出的算法是有效可行的.     

不完备决策表的差别矩阵属性约简算法

给出一个差别矩阵的属性约简定义,证明该属性约简的定义与广义决策属性约简的定义是等价的,对差别矩阵进行了有效的压缩。在此基础上,为求出不完备决策表的属性约简,设计了一个基于该差别矩阵的不完备决策表属性约简算法,其时间复杂度为O(|C|2|U|2),最后用实例说明了该算法的有效性。     

一种高效的增量式属性约简算法

针对粗糙集中求属性核和属性约简存在的问题,首先给出了改进的差别矩阵定义,进而提出一种基于改进差别矩阵的核增量式更新算法,用于解决对象动态增加情况下核的更新问题;同时,为了降低现有增量式属性约简算法的时间、空间复杂度,提出一种不存储差别矩阵的高效属性约简算法,用于处理对象动态增加情况下属性约简的更新问题.理论分析及实验结果均表明了所提出算法的有效性和可行性.     

决策系统属性约简优化算法研究

属性约简是粗糙集理论研究的关键问题,针对求取决策系统所有约简的NP问题,基于差别矩阵提出一种决策系统属性约简优化算法.通过改进差别矩阵得到差别集,在获得核与约简候选信息基础上,以属性频度作为启发式信息,快速有效地求取决策系统的所有约简.分析表明了该算法的可行性与有效性.     

基于数组的增量式属性约简研究*

为了在动态变化的决策表中,快速方便地获得新的属性约简,利用数组元素对差别矩阵中的属性组合进行计数,提出一种基于数组的增量式属性约简更新算法。当决策表动态变化时,根据数组元素的取值变化,获得差别矩阵中增加和减少的元素,依据这些元素更新原属性约简,快速得到新的最小属性约简。理论分析及实例验证了提出的算法是有效的。     

一种基于C-Tree的属性约简增量式更新算法

针对以往文献为克服基于差别矩阵的属性约简算法存储代价高的不足而提出的基于浓缩树(C-Tree)的高效属性约简算法仅考虑决策表不变的情况,提出了一种基于C-Tree的属性约简增量式更新算法,主要考虑对象动态增加情况下属性约简的更新问题.该算法可通过快速更新C-Tree,在动态求解核的基础上,利用原有的属性约简有效地进行属性约简的增量式更新.理论分析和实验结果表明,所提出的算法是有效可行的.     

基于改进差别矩阵的属性约简增量式更新算法

针对目前基于差别矩阵的属性约简算法需要耗费大量的时间和空间,粗糙集中求属性核和属性约简更新效率低以及有关属性约简的增量式更新算法目前还比较少等问题,提出了一种基于改进差别矩阵的属性约简增量式更新算法.该算法在更新差别矩阵时,仅须插入某一行及某一列,或删除某一行并修改相应的列,因而可有效地提高核和属性约简的更新效率.然后在分析新增对象x与原决策系统对象的关系的基础上,给出了属性约简增量更新算法.理论与实验分析表明,提出的算法提高了属性约简的更新效率,明显降低了时间和空间复杂度.     

基于系统熵属性约简的差别矩阵方法

在已有的相对属性约简算法中,差别矩阵方法是一种设计属性约简的常用方法。基于系统熵的属性约简是一种新型的属性约简,对于这种属性约简,目前还没有差别矩阵方法去设计其属性约简算法。为此,首先构造了一种新的差别矩阵,同时给出了该差别矩阵的属性约简定义,然后证明了基于新差别矩阵的属性约简与基于系统熵的属性约简是等价的。最后用新差别矩阵设计了一个基于系统熵属性算法,并用实例说明了新算法。     

关系决策系统中相对不可区分和区分关系的约简

针对相对不可区分和区分关系约简的问题提出相应的算法。首先，考虑等价关系中相对不可区分关系的约简，提出一种新的辨识矩阵，并在此基础上得到了一种约简算法，通过关系的补关系提出相对区分关系的约简算法。然后，将相对不可区分关系等概念推广到一般关系。对于关系决策系统的相对不可区分关系约简给出了相应的辨识矩阵，并利用关系的补关系得到了相对区分关系约简的辨识矩阵，从而得到了两者的约简算法。最后，在选取的UCI数据集上，对提出的算法进行验证。在等价关系上，基于绝对约简的相对不可区分关系的约简（EQIND）算法与相对不可区分一般关系的约简（BⅡND）算法所得约简相同，基于绝对约简的相对区分关系的约简（EQDIS）算法与相对区分一般关系的约简（BIDIS）算法所得约简相同；同时算法BⅡND、BIDIS可以对不完备决策表进行约简。实验结果验证了所提算法的可行性。     

基于可辨识矩阵的启发式属性约简方法及其应用

在基于可辨识矩阵的属性约简算法的基础上，提出了基于可辨识矩阵的计算属性重要性的方法，并以此作为启发式知识来约简决策表中的冗余属性。这种方法直接源于评审数据，思路清晰，拟合结果表明本约简算法合理、可靠。     

改进的基于差别矩阵的属性约简算法

指出现有差别矩阵属性约简算法的不足,对原有差别矩阵和属性重要性度量方法进行改进,运用差别矩阵元素项的重要性质,提出一种新的启发式约简完备算法,有效地降低差别矩阵约筒算法的空间复杂度。仿真实验结果显示,新算法产生的约筒与分辨函数思想产生的最优约简一致,表明了新算法的有效性与完备性。     

差别矩阵约简表示及其快速算法实现

差别矩阵可以拥有不同的信息, 根据差别矩阵描述的区分信息量不同, 给出4 种差别矩阵定义, 并提出相应H-约简、S-约简、B-约简和P-约简的概念; 研究4 种约简之间的关系, 构建通用约简算法模型. 为了提高约简算法的效率, 给出相对分辨能力约简定义(RD-约简), 揭示相对分辨能力约简与4 种差别矩阵约简之间的等价性, 进而设计相对分辨能力快速约简算法. 最后, 通过实例和UCI 数据集验证了所提出约简算法的有效性和时空性能.

     

广义约简、核与分辨矩阵

针对粗糙集理论中计算决策表核属性时出现的若干问题,讨论并分析了这些问题产生的原因.在此基础上,给出了不同目标下的广义约简定义,提出了必要区分关系和非必要区分关系等概念,由此给出了一般意义下的分辨矩阵定义.根据广义约简的定义,将已有的改进差别矩阵求核方法与早期Skowron等人提出的经典分辨矩阵求核方法作了对比,证明了两种方法完全相I司.     

A systematic study on attribute reduction with rough sets based on general binary relations

Attribute reduction is considered as an important preprocessing step for pattern recognition, machine learning, and data mining. This paper provides a systematic study on attribute reduction with rough sets based on general binary relations. We define a relation information system, a consistent relation decision system, and a relation decision system and their attribute reductions. Furthermore, we present a judgment theorem and a discernibility matrix associated with attribute reduction in each type of system; based on the discernibility matrix, we can compute all the reducts. Finally, the experimental results with UCI data sets show that the proposed reduction methods are an effective technique to deal with complex data sets.     

基于区分能力的HU差别矩阵属性约简算法

将决策表属性区分能力大小与HU差别矩阵结合起来,建立起属性区别能力与该属性在HU差别矩阵中出现次数之间的关系.提出与HU差别矩阵属性约简相适应,只依赖于等价类基数计算的属性区分能力计算公式,得到HU差别矩阵约简的属性区分能力判定定理.定义了以属性区分能力为基础的属性相对重要性概念,提出以相对重要性为启发式信息的HU属性约简算法.由于该算法不必构造差别矩阵,只依赖于等价类基数的计算,从而大大提高了算法效率.数值算例和实验结果表明,该算法更有利于最优或次优约简结果的搜索.     

基于区分矩阵的属性约简算法研究及改进

该文重点研究了基于区分矩阵的属性约简算法,提出了简化矩阵的概念,简化区分矩阵不仅节约了矩阵的存储空间,而且节省了决策属性值的比较时间。此外还提出了基于区分矩阵的快速约简算法,核出现的位置越前,该算法节约的时间越多,最差的情况是与一般的约简算法所需的时间相等。     

几种不同属性约简的比较研究

为研究基于HU差别矩阵、信息熵、分布、最大分布、近似和正区域的属性约简的关系,首先构造了HU简化差别矩阵;构造了基于正区域的简化差别矩阵,证明了基于该简化差别矩阵的属性约简与基于正区域的属性约简是等价的.然后利用HU简化差别矩阵证明了:若B满足(A)(￠)≠mij∈M使得∩B≠(￠)(其中M表示HU的差别矩阵),则B一定满足H(D/B)=H(D/C);利用基于正区域的简化差别矩阵和基于近似约简的简化差别矩阵证明了:若B是近似协调集,则B一定满足POSB(D)=POSc(D).结合已有的研究结果,得出了上述不同属性约简之间的关系.