数据流频繁项集的快速挖掘方法

近年来,数据流挖掘一直是国内外研究的热点,频繁项集挖掘又是数据流挖掘中的重要问题。根据数据流无限性和流动性的特点,提出了一种在滑动窗口中挖掘频繁项集的算法FIM-SW,FIM-SW算法主要是采用垂直的数据库表示方法,使用二进制向量表示每个数据项,并利用Apriori性质产生频繁项集。实验结果表明,这种算法显著地提高了挖掘效率。     

改进的多数据流协同频繁项集挖掘算法

针对已有的多数据流协同频繁项集挖掘算法存在内存占用率高以及发现频繁项集效率低的问题,提出了改进的多数据流协同频繁项集挖掘（MCMD-Stream）算法。首先,该算法利用单遍扫描数据库的字节序列滑动窗口挖掘算法发现数据流中的潜在频繁项集和频繁项集;其次,构建类似频繁模式树（FP-Tree）的压缩频繁模式树（CP-Tree）存储已发现的潜在频繁项集和频繁项集,同时更新CP-Tree树中每个节点生成的对数倾斜时间表中的频繁项计数;最后,通过汇总分析得出在多条数据流中多次出现的且有价值的频繁项集,即协同频繁项集。相比A-Stream和H-Stream算法,MCMD-Stream算法不仅能够提高多数据流中协同频繁项集挖掘的效率,并且还降低了内存空间的使用率。实验结果表明MCMD-Stream算法能够有效地应用于多数据流的协同频繁项集挖掘。     

一种新的最大频繁项目集挖掘算法

最大频繁项目集挖掘是数据挖掘领域最重要的基本问题之一,在分析已有算法的基础上,提出了一种新的挖掘最大频繁项目集的算法,实验表明该算法在性能上优于已有的同类算法。     

有效的不确定数据概率频繁项集挖掘算法

针对已有概率频繁项集挖掘算法采用模式增长的方式构建树时产生大量树节点,导致内存空间占用较大以及发现概率频繁项集效率低等问题,提出了改进的不确定数据频繁模式增长(PUFP-Growth)算法。该算法通过逐条读取不确定事务数据库中数据,构造类似频繁模式树(FP-Tree)的紧凑树结构,同时更新项头表中保存所有尾节点相同项集的期望值的动态数组。当所有事务数据插入到改进的不确定数据频繁模式树(PUFP-Tree)中以后,通过遍历数组得到所有的概率频繁项集。最后通过实验结果和理论分析表明:PUFP-Growth算法可以有效地发现概率频繁项集;与不确定数据频繁模式增长(UF-Growth)算法和压缩的不确定频繁模式挖掘(CUFP-Mine)算法相比,提出的PUFP-Growth算法能够提高不确定数据概率频繁项集挖掘的效率,并且减少了内存空间的使用。     

一种有效的并行频繁项集挖掘算法

传统的挖掘频繁项集的并行算法存在各节点间负载不均衡、同步开销过大、通信量大等问题。针对这些问题,提出了一种多次传送重新分配数据的并行算法(MRPD)。MRPD算法在第l步时将数据库重新划分成若干组,并根据各节点的需要多次传送分组;各节点获得完整分组后异步地计算频繁项集;所有节点计算完成后,得到全部频繁项集。理论分析和实验结果表明MRPD算法是有效的。     

快速挖掘频繁项集的并行算法

传统的挖掘频繁项集的并行算法存在数据偏移、通信量大、同步次数较多和扫描数据库次数较多等问题。针对这些问题,提出了一种快速挖掘频繁项集的并行算法(FPMFI)。FPMFI算法让各计算机节点独立地计算局部频繁项集,然后与中心节点交互实现数据汇总,最终获得全局频繁项集。理论分析和实验结果表明FPMFI算法是有效的。     

一种挖掘频繁闭项集的深度优先算法

频繁闭项集挖掘是许多数据挖掘应用中的重要问题。为减少候选项集数量和降低支持度计算的开销,提出一种新的深度优先搜索频繁闭项集(DFFCI)的算法。将改进的压缩频繁模式树(CFP-Tree)表示的数据集信息投影到划分矩阵,使用二进制向量逻辑运算计算支持度,简化了计算过程,减少了时间开销;采用基于支持度预计算技术的全局2-项剪枝和局部扩展剪枝,有效削减了搜索空间。实验结果表明该算法的性能优于其他主流深度优先算法。     

一种不确定数据集上频繁模式挖掘的近似算法

为提高不确定数据集上频繁模式挖掘的效率, 针对已有算法在判断是否需要为头表中的某项创建子头表时的计算量比较大的问题, 给出一个近似挖掘策略AAT-Mine, 以损失小部分频繁项集为代价, 提高整个算法的挖掘效率。采用三个不同的典型数据集进行了算法的测试, 分别与目前最好的算法和典型算法进行性能对比。实验结果验证了近似算法AAT-Mine的时空效率都得到了提高。     

一种基于FP-tree的最大频繁项目集挖掘算法

挖掘关联规则是数据挖掘领域中的重要研究内容,其中挖掘最大频繁项目集是挖掘关联规则中的关键问题之一,以前的许多挖掘最大频繁项目集算法是先生成候选,再进行检验,然而候选项目集产生的代价是很高的,尤其是存在大量长模式的时候。文中改进了FP 树结构,提出了一种基于FP tree的快速挖掘最大频繁项目集的算法DMFIA 1,该算法不需要生成最大频繁候选项目集,比DMFIA算法挖掘最大频繁项目集的效率更高。改进的FP 树是单向的,每个结点只保留指向父结点的指针,这大约节省了三分之一的树空间。     

一种挖掘加权频繁项集的改进算法

分析了New-Apriori和MWFI（Mining Weighted Frequent Itemsets）算法之不足,提出了一种挖掘加权频繁项集的New-MWFI算法。该算法按属性的权值对事务进行分类,并依次求出每个类别内的加权频繁项集。由于每个类别内的频繁项集满足Apriori性质,因而可以利用Apriori算法或其他改进算法进行挖掘,从而克服了原来算法的不合理和效率低下的缺陷。实验表明该算法能更有效地从数据集中挖掘出加权频繁项集。     

改进的基于频繁模式树的最大频繁项集挖掘算法——FP-MFIA

针对最大频繁项目集挖掘算法(DMFIA)当候选项目集维数高而最大频繁项目集维数较低的情况下要产生大量的候选项目集的缺点,提出了一种改进的基于频繁模式树(FP-tree)结构的最大频繁项目集挖掘算法--FP-MFIA。该算法根据FP-tree的项目头表,采用自底向上的搜索策略逐层挖掘最大频繁项目集,从而加速每次对候选集计数的操作。在挖掘时根据每层的条件模式基产生维数较低的非频繁项目集,尽早对候选项目集进行剪枝和降维,可大量减少候选项目集的数量。同时在挖掘时充分利用最大频繁项集的性质,减少搜索空间。通过算法在不同支持度下挖掘时间的对比可知,算法FP-MFIA在最小支持度较低的情况下时间效率是DMFIA以及基于降维的最大频繁模式挖掘算法(BDRFI)的2倍以上,说明FP-MFIA在候选集维数较高的时候优势明显。     

项约束频繁项集挖掘的新方法

项约束频繁项集挖掘是项约束关联规则挖掘的关键步骤。对项约束频繁项集挖掘的内涵进行讨论,认为一个项集X本身满足项约束条件B是不够的,数据库中支持X的全部事务均满足B才能称“项集X满足条件B”。据此,将Direct算法改进为Direct*,在Direct*中负项被作为一个独立的项来看待。项约束是简洁性约束,但目前已有的算法没有充分利用其简洁性,提出利用项约束简洁性的MSEB算法。实验表明：对稠密数据库,MSEB的效率较高,并且Direct*和MSEB两个算法均是正确的。     

一种高效用项集并行挖掘算法

由于能反映用户的偏好,可以弥补传统频繁项集挖掘仅由支持度来衡量项集重要性的不足,高效用项集正在成为当前数据挖掘研究的热点。为使高效用项集挖掘更好地适应数据规模不断增大的实际需求,提出了一种高效用项集的并行挖掘算法PHUI-Mine。提出了记录挖掘高效用项集信息的DHUI-树结构,描述了DHUI-树的构造方法,论证了DHUI-树的动态剪枝策略。在此基础上,给出了高效用项集挖掘的并行算法描述。实验结果表明,PHUI-Mine算法具有较高的挖掘效率及较低的存储开销。     

一种基于FP-tree的频繁项集增量更新算法

针对频繁项集增量更新的问题,提出算法FIU。该算法将保存了数据库事务的FP-tree存储在磁盘上,当挖掘新支持度阈值的频繁项集时,只需从磁盘上读入FP-tree,再挖掘新支持度阈值下的频繁项集。当新增数据库事务记录后,首先建立新项目表,然后根据新项目表建立新增事务记录的FP-tree,读入存储在磁盘上的FP-tree,抽取出所有的事务记录,再插入到新FP-tree中．从而得到增量更新后的FP-tree。最后在增量更新后的FP-tree上挖掘频繁项集。实验证明,FIU算法执行时间不随数据库大小变化,与其他算法相比有较好的性能。     

关联规则挖掘中的极大频繁项目集

论文研究的目的是使数据挖掘的理论更完善,术语更准确。许多关联规则挖掘的文献中,出现了"最大频繁项目集(最大频繁模式)"这一术语。文中利用"序关系"这一基本数学理论,论证了"最大频繁项目集(最大频繁模式)"这一术语的提法是欠妥的,甚至是谬误。并依据这一基本理论,对相关概念给予正确定义。     

改进的频繁项集挖掘算法研究

通过对关联规则挖掘技术及经典算法Apriori和FP-growth的研究和分析,提出了一种改进的频繁项集挖掘算法。该算法利用矩阵存储数据,并结合矩阵运算求项集的支持数,有效减少了事务数据库的扫描次数;利用有序频繁项目邻接矩阵创建频繁模式树,有效减少了频繁模式树的分支和层数。通过实例分析了频繁项集的挖掘过程。     

不确定数据频繁项集挖掘方法综述

近几年来,不确定数据广泛出现在传感器网络、Web应用等领域中。不确定数据挖掘已经成为了新的研究热点,主要包括聚类、分类、频繁项集挖掘、孤立点检测等方面,其中频繁项集挖掘是重点研究的问题之一。综述了传统的频繁项集挖掘的两类基本算法,分析了在此基础上提出的适用于不确定数据以及不确定数据流的频繁项集挖掘的方法,并探讨了今后可能的研究方向。     

快速挖掘加权频繁项集的矩阵位串算法

关联规则挖掘的应用日益广泛,但已经提出的大多关联规则挖掘算法都是把数据仓库中各个项目按平等一致的方式加以处理的.然而,在现实世界中,不同的项目往往有着不同的重要性.现有的有关加权关联规则的研究中,大多采用的加权方法不太好,或挖掘算法效率不够高.为此,提出了一种新的挖掘加权关联规则的算法,该算法采用矩阵和位串技术,只需要对数据库扫描一遍,可快速挖掘出所有的加权频繁项集,并且存放辅助信息所需要的空间也较少.研究表明该算法比已有的算法更高效.     

在单向FP-tree上挖掘频繁闭项集

频繁闭项集提供了频繁项集的一种完整的、最小表示。针对稠密数据集,提出一种基于单向FP-tree的频繁闭项集挖掘算法Unid_FP-FCI。该算法在挖掘过程中只生成被约束子树,而它是一种虚拟的树结构,在原有的单向FP-tree基础上用三个很小的数组来表示,因而避免了以往算法需递归构造条件FP-tree来计算频繁闭项集的弊端,极大地降低了内存空间和时间开销,提高了挖掘效率。