概念漂移数据流集成分类算法综述

针对概念漂移数据流集成分类算法的基本概念、相关工作、适用范围及优缺点等方面进行具体阐述,重点分析突变型、渐变型、重复型和增量型集成分类算法,以及集成分类中的Bagging、Boosting、基分类器组合学习策略与在线学习、基于块的集成、增量学习关键技术,指出现阶段概念漂移数据流集成分类算法所需解决的主要问题,并对集成基分类器的动态更新与加权组合、多类型概念漂移的快速检测等研究方向进行分析和展望。     

基于子空间集成的概念漂移数据流分类算法

具有概念漂移的复杂结构数据流分类问题已成为数据挖掘领域研究的热点之一。提出了一种新颖的子空间分类算法,并采用层次结构将其构成集成分类器用于解决带概念漂移的数据流的分类问题。在将数据流划分为数据块后,在每个数据块上利用子空间分类算法建立若干个底层分类器,然后由这几个底层分类器组成集成分类模型的基分类器。同时,引入数理统计中的参数估计方法检测概念漂移,动态调整模型。实验结果表明：该子空间集成算法不但能够提高分类模型对复杂类别结构数据流的分类精度,而且还能够快速适应概念漂移的情况。     

一种自适应局部概念漂移的数据流分类算法

本文基于DB2算法提出一个能实时检测局部概念漂移,并随之自适应调整的数据流分类算法IncreDB2.该算法动态增量维护一个层次分类树.当局部概念漂移出现时,IncreDB2不是重新构造一个全新的分类树,而是仅更新漂移所影响到的局部结点,具有较高的时间效率.实验结果表明了该算法的正确性和有效性.     

基于向量表示和标签传播的半监督短文本数据流分类算法

社交网络平台产生海量的短文本数据流,具有快速、海量、概念漂移、文本长度短小、类标签大量缺失等特点.为此,文中提出基于向量表示和标签传播的半监督短文本数据流分类算法,可对仅含少量有标记数据的数据集进行有效分类.同时,为了适应概念漂移,提出基于聚类簇的概念漂移检测算法.在实际短文本数据流上的实验表明,相比半监督分类算法和半监督数据流分类算法,文中算法不仅提高分类精度和宏平均,还能快速适应数据流中的概念漂移.     

一种基于混合模型的数据流概念漂移检测算法

由于在信用卡欺诈分析等领域的广泛应用,学者们开始关注概念漂移数据流分类问题.现有算法通常假设数据一旦分类后类标已知,利用所有待分类实例的真实类别来检测数据流是否发生概念漂移以及调整分类模型.然而,由于标记实例需要耗费大量的时间和精力,该解决方案在实际应用中无法实现.据此,提出一种基于KNNModel和增量贝叶斯的概念漂移检测算法KnnM-IB.新算法在具有KNNModel算法分类被模型簇覆盖的实例分类精度高、速度快优点的同时,利用增量贝叶斯算法对难处理样本进行分类,从而保证了分类效果.算法同时利用可变滑动窗口大小的变化以及主动学习标记的少量样本进行概念漂移检测.当数据流稳定时,半监督学习被用于扩大标记实例的数量以对模型进行更新,因而更符合实际应用的要求.实验结果表明,该方法能够在对数据流进行有效分类的同时检测数据流概念漂移及相应地更新模型.     

面向高速数据流的集成分类器算法

数据流挖掘要求算法在占用少量内存空间的前提下快速地处理数据并且自适应概念漂移,据此提出一种面向高速数据流的集成分类器算法。该算法将原始数据流沿着时间轴划分为若干数据块后,在各个数据块上计算所有类别的中心点和对应的子空间;此后将各个数据块上每个类别的中心点和对应的子空间集成作为分类模型,并利用统计理论的相关知识检测概念漂移,动态地调整模型。实验结果表明,该方法能够在自适应数据流概念漂移的前提下对数据流进行快速的分类,并得到较好的分类效果。     

概念漂移数据流分类研究综述

由于现有各种机器学习算法本质上都基于一个静态学习环境,而以尽量保证学习系统泛化能力为目标的寻优过程,概念漂移数据流分类给机器学习带来了巨大挑战．从数据流与概念漂移、概念漂移数据流分类研究的发展与趋势、概念漂移数据流分类的主要研究领域、概念漂移数据流分类研究的新动态4个方面展开了文献综述,并分析了当前概念漂移数据流分类算法存在的问题．     

具有回忆和遗忘机制的数据流挖掘模型与算法

集成式数据流挖掘是对存在概念漂移的数据流进行学习的重要方法.针对传统集成式数据流挖掘存在的缺陷,将人类的回忆和遗忘机制引入到数据流挖掘中,提出基于记忆的数据流挖掘模型MDSM(memorizing based data stream mining).该模型将基分类器看作是系统获得的知识,通过"回忆与遗忘"机制,不仅使历史上有用的基分类器因记忆强度高而保存在"记忆库"中,提高预测的稳定性,而且从"记忆库"中选取当前分类效果好的基分类器参与集成预测,以提高对概念变化的适应能力.基于MDSM模型,提出了一种集成式数据流挖掘算法MAE(memorizing based adaptive ensemble),该算法利用Ebbinghaus遗忘曲线对系统的遗忘机制进行设计,并利用选择性集成来模拟人类的"回忆"机制.与4种典型的数据流挖掘算法进行比较,结果表明:MAE算法分类精度高,对概念漂移的整体适应能力强,尤其对重复出现的概念漂移以及实际应用中存在的复杂概念漂移具有很好的适应能力.不仅能够快速适应新的概念变化,并且能够有效抵御随机的概念波动对系统性能的影响.     

半监督层次纠错输出编码算法

纠错输出编码是一种处理多类分类问题的有效方法,但它只能用于有监督的数据,而对大量未标签样本却无法利用.提出一种新颖的基于半监督技术的层次编码算法,对传统的纠错输出编码算法(ECOC)进行改造,拓展了编码的概念.在编码阶段,根据簇特征进行同类组合后再进行层次编码,从而在充分利用了无标签样本的同时,根据数据类分布的特点进行编码以提高算法精度.最后在化工产品有毒性预测数据集上的实验结果表明了本方法的可行性和有效性.     

一种基于双层窗口的概念漂移数据流分类算法

数据流中概念漂移问题的研究已成为近年来流数据挖掘领域的研究热点之一. 已有的研究工作多依据单窗口中错误率的变化来检测概念漂移,难以适应不同类型的漂移. 为此, 本文提出一种新的基于双层窗口机制的数据流分类算法(Double-windows-based classification algorithm for concept drifting data streams, DWCDS),该算法采用随机决策树模型构建集成分类器, 利用双层窗口机制周期性地检测滑动窗口中流数据分布的变化,并动态地更新模型以适应概念漂移. 分析与实验结果表明: 该算法可以快速有效地跟踪检测含噪数据流中的概念漂移,且抗噪性能与分类精度显著提高.