基于邻域值差异度量的离群点检测算法

针对离群点检测中传统距离法不能有效处理符号型属性和经典粗糙集方法不能有效处理数值型属性的问题,利用邻域粗糙集的粒化特征提出了改进的邻域值差异度量（NVDM）方法进行离群点检测。首先,将属性取值归一化并以混合欧氏重叠度量（HEOM）和具有自适应特征的邻域半径构建邻域信息系统（NIS）;其次,以NVDM构造对象的邻域离群因子（NOF）;最后,设计并实现了基于邻域值差异度量的离群点检测（NVDMOD）算法,该算法在计算单属性邻域覆盖（SANC）的方式上充分利用有序二分和近邻搜索思想改进了传统的无序逐一计算模式。在UCI标准数据集上与现有离群点检测算法——邻域离群点检测（NED）算法、基于距离的离群点检测（DIS）算法和K最近邻（KNN）算法进行了实验对比、分析。实验结果表明,NVDMOD算法具有更好的适应性和有效性,为混合型属性数据集的离群点检测提供了一条更有效的新途径。     

基于熵度量的空间邻域离群点查找

离群点的查找算法主要有两类：第一类是面向统计数据,把各种数据都看成是多维空间,没有区分空间维与非空间维,这类算法可能产生错误的判断或找到的是无意义的离群点;第二类算法面向空间数据,区分空间维与非空间维,但该类算法查找效率太低或不能查找邻域离群点。引入熵权的概念,提出了一种新的基于熵权的空间邻域离群点度量算法。算法面向空间数据,区分空间维与非空间维,利用空间索引划分空间邻域,用非空间属性计算空间偏离因子,由此度量空间邻域的离群点。理论分析表明,该算法是合理的。实验结果表明,算法具有对用户依赖性小、检测精度和计算效率高的优点。     

基于邻域密度的异构数据局部离群点挖掘算法

由于数据集规模、维数,以及复杂程度的不断提高,导致对其离群点的挖掘难度越来越大,提出了基于邻域密度的局部离群点挖掘算法.首先依据节点计算性能对高维数据进行区域分割,通过各个维度的数据分布来评价区域分割的效果.然后采取核密度来描述局部密度,根据高斯分布得到数据出现次数,进一步计算出数据邻域密度.再由邻域及密度关系计算得到...     

采用离群点检测技术的混合型数据聚类初始化方法

近年来,混合型数据的聚类问题受到广泛关注。作为处理混合型数据的一种有效方法,K-prototype聚类算法在初始化聚类中心时通常采用随机选取的策略,然而这种策略在很多实际应用中难以保证聚类结果的质量。针对上述问题,采用基于离群点检测的策略来为K-prototype算法选择初始中心,并提出一种新的混合型数据聚类初始化算法(initialization of K-prototype clustering based on outlier detection and density, IKP-ODD)。给定一个候选对象,IKP-ODD通过计算其距离离群因子、加权密度以及与已有初始中心之间的加权距离来判断候选对象是否是一个初始中心。IKP-ODD通过采用距离离群因子和加权密度,防止选择离群点作为初始中心。在计算对象的加权密度以及对象之间的加权距离时,采用邻域粗糙集中的粒度邻域熵来计算每一个属性的重要性,并根据属性重要性的大小为不同属性赋予不同的权重,有效地反映不同属性之间的差异性。在多个UCI数据集上的实验表明,相对于现有的初始化方法,IKP-ODD能够更好地解决K-prototype聚类的初始化问题。     

一种基于密度的不确定数据离群点检测算法

不确定数据普遍存在于如移动计算、RFID技术和传感器网络等大量应用之中.由于不确定数据的离群点检测算法可以提高服务质量,提出一种基于密度的不确定数据离群检测算法RLOF.该算法引入一种R2-tree结构,有效降低了计算局部离群因子时的时间复杂度,同时降低了不确定数据集中的数据更新成本以及海量数据维护成本.理论分析和实验结果充分证明了该算法是有效可行的.     

一种基于邻域近似精度的离群点检测方法

针对混合属性离群点检测问题,提出基于邻域近似精度的混合属性离群点检测方法。首先,定义异构邻域关系度量来表示混合数据之间的近邻性。然后,定义一种特定的邻域近似精度来构建邻域粒离群度。进而,定义基于邻域近似精度的离群因子及提出基于邻域近似精度的离群点检测（Nighborhood approximation accuracy-based outlier detection,NAAOD）。最后,用UCI数据集对NAAOD算法的有效性进行了验证。理论研究和实验结果均表明,NAAOD算法对混合属性离群点检测是有效的。     

基于方形邻域的离群点查找新方法

提出一种基于密度的快速查找离群点的算法--基于方形邻域的离群点查找算法（ODBSN）,该算法把DBSCAN算法的邻域改造成方形邻域,并吸收基于网格算法的思想,用密集的方形邻域快速排除非离群点;用邻域扩张的思想代替网格划分克服了基于网格算法中＂维灾＂缺点;同时用局部偏离指数指示离群点的偏离程度,又具有识别精度高和偏离程度可度量的优点.理论分析表明该算法性能优于著名的基于密度的算法,实验表明,ODBSN算法能在各种形状分布与各种密度的数据中有效地查找离群点, 速度明显优于LOF与DBSCAN算法.     

基于局部估计密度的局部离群点检测算法

局部离群点检测是近年来数据挖掘领域的热点问题之一.针对交通数据去噪问题,提出一种基于局部估计密度的局部离群点检测算法,算法使用核密度估计方法计算每个数据对象的密度估计值,来表示该数据对象的局部估计密度,并在核函数的带宽函数计算中引入数据对象的k-邻域平均距离作为其邻域信息,然后利用求出的局部估计密度计算数据对象的局部离群因子,依据局部离群因子的大小来判断数据对象是否为离群点.实验表明,该算法在UCI标准数据集与模拟数据集上都可以取得较好的表现.     

基于全息熵的空间离群点挖掘算法研究

基于距离和基于密度的离群点检测算法受到维度和数据量伸缩性的挑战, 而空间数据的自相关性和异质性决定了以属性相互独立和分类属性的基于信息理论的离群点检测算法也难以适应空间离群点检测, 因此提出了基于全息熵的混合属性空间离群点检测算法。算法利用区域标志属性进行区域划分, 在区域内利用空间关系确定空间邻域, 并用R*-树进行检索。在此基础上提出了基于全息熵的空间离群度的度量方法和空间离群点挖掘算法, 有效解决了混合属性的离群度的度量和离群点的挖掘问题。由于实现区域划分有利于并行计算, 从而可适应大数据量的计算。理论和实验证明, 所提算法在计算效率和实验结果的可解释性方面均具有优势。     

基于信息熵加权的局部离群点检测算法

离群点检测是数据挖掘领域的重要研究方向之一,可以从大量数据中发现少量与多数数据有明显区别的数据对象。在诸如网络入侵、无线传感器网络异常事件等检测应用中,离群点检测是一项具有很高应用价值的技术。为了提高离群点检测准确度,文中在局部离群测度（SLOM）算法的基础上,作了一些改进,提出了一种基于密度的局部离群点检测算法ESLOM。引入信息熵确定数据对象的离群属性,并对对象距离采用加权距离,以提高离群点检测准确度。理论分析和实验表明该算法是可行有效的。     

基于相似孤立系数的孤立点检测算法

基于聚类的孤立点检测算法得到的结果比较粗糙,不够准确。针对该问题,提出一种基于相似孤立系数的孤立点检测算法。定义相似距离以及相似孤立点系数,给出基于相似距离的剪枝策略,根据该策略缩小可疑孤立点候选集,并降低孤立点检测算法的计算复杂度。通过选用公共数据集Iris、Labor和Segment—test进行实验验证,结果表明,该算法在发现孤立点、缩小候选集等方面相比经典孤立点检测算法更有效。     

粒化单调的条件邻域熵及其相关属性约简

在邻域粗糙集中,基于信息度量的属性约简具有重要应用意义.然而,条件邻域熵具有粒化非单调性,故其属性约简具有应用局限性.对此,采用粒计算技术及相关的3层粒结构,构建具有粒化单调性的条件邻域熵,进而研究其相关属性约简.首先,揭示条件邻域熵的粒化非单调性及其根源;其次,采用3层粒结构,自底向上构建一种新型条件邻域熵,获得其粒化单调性;进而,基于粒化单调的条件邻域熵,建立属性约简及启发式约简算法;最后,采用UCI(University of CaliforniaIrvine)数据实验,验证改进条件邻域熵的单调性与启发式约简算法的有效性.所得结果表明：新建条件邻域熵具有粒化单调性,改进了条件邻域熵,其诱导的属性约简具有应用前景.     

基于自适应邻域空间粗糙集模型的直觉模糊熵特征选择

特征选择是数据预处理中一项很重要的技术,主要从原始数据集的特征中选出一些最有效的特征以降低数据集的维度,从而提高学习算法性能.目前基于邻域粗糙集模型的特征选择算法中,由于没有考虑数据分布不均的问题,对象的邻域存在一定的缺陷.为了解决这个问题,采用方差来度量数据的分布情况,重新定义二元邻域空间,基于此提出自适应二元邻域空间的粗糙集模型,并将该模型与邻域直觉模糊熵结合作为特征评估的方式,进而构造相应的特征选择算法.UCI实验结果表明：所提出的算法能够选出更小且具有更高分类精度的特征子集,同时算法拥有更少的时间消耗.因此所提的特征选择算法具有更强的优越性.     

基于局部信息熵的加权子空间离群点检测算法

离群点检测作为数据挖掘的一个重要研究方向,可以从大量数据中发现少量与多数数据有明显区别的数据对象.“维度灾殃”现象的存在使得很多已有的离群点检测算法对高维数据不再有效.针对这一问题,提出基于局部信息熵的加权子空间离群点检测算法SPOD.通过对数据对象在各维进行邻域信息熵分析,生成数据对象相应的离群子空间和属性权向量,对离群子空间中的属性赋以较高的权值,进一步提出子空间加权距离等概念.采用基于密度离群点检测的思想,分析计算数据对象的子空间离群影响因子,判断是否为离群点.算法能够有效地适应于高维数据离群点检测,理论分析和实验结果表明算法是有效可行的.     

空间孤立点检测

空间孤立点是指与邻居具有不连续性的空间点,或者是偏离观测值以至使人们认为是由不同的体系产生的。空间孤立点检测在交通、生态、公共安全、卫生健康、地震、海啸等领域有广泛应用。传统的根据一个非空间属性值进行孤立点判断的方法客易引起孤立点判断失误。作者在针对多个属性进行考虑的基础上,提出以空间维确定邻居关系,非空间维定义距离函数,使用Mahalanobis距离检测孤立点,研究一种新的检测空间孤立点的算法。并时时间复杂度进行分析。仿真实验说明算法可以有效地发现大规模空间数据中的孤立点。     

iLOF*:一种改进的局部异常检测算法

异常检测是数据挖掘领域研究的基本问题之一,已被广泛应用于气象预报、网络入侵检测、电信和信用卡欺诈侦察等领域.基于密度的异常检测算法LOF具有较好的检测效果和适用性,但其计算量较大,运行效率不够高,且在进行对象之间的距离计算时忽略了不同属性对异常值的不同影响.针对以上不足,本文提出了一种高效的LOF改进算法iLOF^*.该算法利用网格进行数据约简,从而提高了算法的运行效率;同时,在进行对象之间的距离计算时,引入信息熵,给不同属性赋予不同的权值,从而提高了算法的准确率.另外,用MapReduce计算框架将iLOF^*算法并行化,进一步提高了算法在大规模数据集上的运行效率.最后的实验结果验证了iLOF^*算法的有效性和高效性.     

基于Voronoi图的异常检测算法

异常检测是数据挖掘的一个重要组成部分,其中基于密度的方法LOF是目前常用的主要方法。然而LOF方法进行检测时需要设定参数k和MinPts,检测结果对参数非常敏感,容易造成检测错误。该文提出了一种基于Voronoi图的异常检测算法VOD,采用Voronoi图来确定对象间的邻近关系,解决了基于密度方法存在的问题,算法的时间复杂性从O(N2)降低到O(NlogN)。