基于时序和兴趣度约束的加权关联规则挖掘算法研究

为了解决关联规则挖掘算法中频繁集信息挖掘不完善和时序周期对事务集频繁项挖掘的影响问题,提出了一种基于时序和兴趣度约束的加权关系规则挖掘算法。该算法首先利用时序滑动函数对时序事务集进行发生概率估算和权值赋值,依据兴趣度约束函数和剪枝定理进行事务集化简,然后根据支持度和寿支持期望进行加权频繁事务集抽取,最后依据置信度进行加权关联规则导出。实验结果证明,该算法能够快速有效地挖掘出符合用户兴趣度的关联规则。     

基于规则兴趣度的关联分类

关联分类具有较高的分类精度和较强的适应性,然而由于分类器是由一组高置信度的规则构成,有时会存在过度拟合问题。提出了基于规则兴趣度的关联分类（ACIR）。它扩展了TD-FP-growth算法,使之有效地挖掘训练集,产生满足最小支持度和最小置信度的有趣的规则。通过剪枝选择一个小规则集构造分类器。在规则剪枝过程中,采用规则兴趣度来评价规则的质量,综合考虑规则的预测精度和规则中项的兴趣度。实验结果表明该方法在分类精度上优于See5、CBA和CMAR,并且具有较好的可理解性和扩展性。     

高置信度关联规则的挖掘

传统的关联规则和基于效用的关联规则,会忽略一些支持度或效用值不高、置信度（又称可信度）却非常高的规则,这些置信度很高的规则能帮助人们满足规避风险、提高成功率的期望。为挖掘这些低支持度（或效用值）、高置信度的规则,提出了HCARM算法。HCARM采用了划分的方法来处理大数据集,利用新的剪枝策略压缩搜索空间。同时,通过设定长度阈值minlen,使HCARM适合长模式挖掘。实验结果表明,该方法对高置信度长模式有效。     

决策树剪枝加强的关联规则分类方法

传统关联规则挖掘在面临分类决策问题时,易出现非频繁规则遗漏、预测精度不高的问题。为得到正确合理且更为完整的规则,提出了一种改进方法 DT-AR(decision tree-association rule algorithm),利用决策树剪枝策略对关联规则集进行补充。该方法利用FP-Growth(frequent pattern growth)算法得到关联规则集,利用C4.5算法构建后剪枝决策树并提取分类规则,在进行置信度迭代筛选后与关联规则集取并集修正,利用置信度作为权重系数采取投票法进行分类。实验结果表明,与传统关联规则挖掘和决策树剪枝方法相比,该方法得到的规则在数据集分类结果上更准确。     

正相关关联规则及其在中医药中的应用

关联规则是数据挖掘的重要模式之一,有着极其重要的应用价值,但是传统的基于支持度－置信度框架的关联规则挖掘算法在实际应用中存在诸多不足。引入相关性分析,设计了一种基于遗传算法的正相关关联规则挖掘算法。最后,将该算法应用于名老中医临证经验分析挖掘的实际问题,实验证明,它能有效地弥补传统关联规则挖掘算法的不足。     

有效的矩阵加权正负关联规则挖掘算法——MWARM-SRCCCI

针对现有加权关联规则挖掘算法不能适用于矩阵加权数据的缺陷,给出一种新的矩阵加权项集剪枝策略,构建矩阵加权正负关联模式评价框架SRCCCI,提出一种新的基于SRCCCI评价框架的矩阵加权正负关联规则挖掘算法MWARM-SRCCCI。该算法克服了现有挖掘技术的缺陷,采用新的剪枝技术和模式评价方法,挖掘有效的矩阵加权正负关联规则,避免一些无效和无趣的模式产生。以中文Web测试集CWT200g为实验数据,与现有无加权正负关联规则挖掘算法比较,MWARM-SRCCCI算法的挖掘时间减幅最大可达74.74%。理论分析和实验结果表明,MWARM-SRCCCI算法具有较好的剪枝效果,候选项集数量和挖掘时间明显减少,挖掘效率得到极大提高,其关联模式可为信息检索提供可靠的查询扩展词来源。     

基于改进FP树的项项正相关关联规则挖掘

兴趣度量在关联规则挖掘中常用来发现那些潜在的令人感兴趣的模式,基于FP树结构的FP-growth算法是目前较高效的关联规则挖掘算法之一,如果挖掘潜在的有价值的低支持度模式,这种算法效率较低。为此,本文提出一种新的兴趣度量—项项正相关兴趣度量,该量度具有良好的反单调性,所得到的模式中任意一项在事务中的出现均可提升模式中其余项出现的可能性。同时,提出一种改进的FP挖掘算法,该算法采用一种压缩的FP树结构,并利用非递归调用方法来减少挖掘中建立额外条件模式树的开销。更为重要的是,在频繁项集挖掘中引入项项正相关兴趣度量剪枝策略,有效过滤掉非正相关长模式和无效项集,扩大了可挖掘支持度阈值范围。实验结果表明,该算法是有效和可行的。     

基于相关规则的不平衡数据的关联分类

许多研究表明关联分类具有较高的分类准确率,然而,大多数关联分类基于"支持度-置信度"框架,在不平衡数据集中,置信度和支持度都偏向产生多数类的规则,因此,少数类的实例容易被错误分类。针对上述问题,提出了一种基于相关规则的不平衡数据的关联分类算法。该算法挖掘频繁且互关联的项集,在以该项集为前件的分类规则中选取提升度最大的规则。规则按结合了提升度、置信度和补类支持度(CCS)的规则强度进行排序。实验表明,该算法取得了较高的平均分类准确率且在分类少数类的实例时具有更高的准确率。     

基于量化相关模式的多值关联规则挖掘算法

为了解决多值关联规则挖掘中忽视罕见且有价值的非频繁模式的问题,提出了一种新的多值关联规则挖掘算法-QCoMine.该算法引入了量化相关模式的概念,通过考察多值属性间互信息熵和全置信度,找到具有强信息关系的属性集进而产生规则.实验结果表明,由于在属性层和区间层进行了剪枝,因此缩减了搜索空间,提高了算法的性能,且得到更高置信度、更有价值的规则.     

一种有效且无冗余的快速关联规则挖掘算法

关联规则的挖掘是数据挖掘的一个重要研究领域。传统算法进行关联规则挖掘时,或者生成规则的效率很低,或者生成的关联规则之间存在着大量的冗余,或者挖掘出的规则的支持度和置信度都很高,但却是无趣的、甚至是虚假的规则,且不能产生带有否定项的规则。提出了一种新的算法MVNR(MiningValidandnon RedundantAssociationRulesAlgorithm),利用频繁项集的极小子集集合很好的解决了上述问题。     

基于Apriori的有效关联规则挖掘算法的研究

通过对Apriori算法进行的分析与研究,发现其在实用中存在两个主要问题:生成的关联规则具有相当大的冗余性;有可能挖掘出一条支持度和置信度均很高,但却是无趣的、甚至是虚假的关联规则,且不能产生带有否定项的规则。鉴于此,该文给出了关联规则的两个性质和引入兴趣度的第三个度量———相关支持度,设计了挖掘出有效关联规则算法,较好地解决了上述问题。     

挖掘正相关的频繁项集

在由频繁项集产生关联规则时,利用提升度判断规则前、后件之间的正相关性可以避免产生一些无意义的关联。但是,这并不能保证规则前、后件中的项是正相关的,也不能减少挖掘频繁项集的时间开销。当规则的前件或后件存在负相关的项时,仍然可能产生无意义的关联规则。针对以上问题,基于数学期望,提出了正相关的频繁项集的概念,并改进了一种直接在FP-树中挖掘频繁项集的算法,挖掘出正相关的频繁项集,从而有效地解决以上问题。实验表明,该算法可以大幅度地减少所产生的频繁项集数量,显著地降低了挖掘频繁项集的时间开销。对于大型数据集,尤其是稠密型数据集,该算法具有良好的性能。     

OPTIMONOTONE MEASURES FOR OPTIMAL RULE DISCOVERY

Many studies have shown the limits of the support/confidence framework used in Apriori ‐like algorithms to mine association rules. There are a lot of efficient implementations based on the antimonotony property of the support, but candidate set generation (e.g., frequent item set mining) is still costly. In addition, many rules are uninteresting or redundant and one can miss interesting rules like nuggets. We are thus facing a complexity issue and a quality issue. One solution is to not use frequent itemset mining and to focus as soon as possible on interesting rules using additional interestingness measures. We present here a formal framework that allows us to make a link between analytic and algorithmic properties of interestingness measures. We introduce the notion of optimonotony in relation with the optimal rule discovery framework. We then demonstrate a necessary and sufficient condition for the existence of optimonotony. This result can thus be applied to classify the measures. We study the case of 39 classical measures and show that 31 of them are optimonotone. These optimonotone measures can thus be used with an underlying pruning strategy. Empirical evaluations show that the pruning strategy is efficient and leads to the discovery of nuggets using an optimonotone measure and without the support constraint.     

可信关联规则及其基于极大团的挖掘算法

目前的关联规则挖掘算法主要依靠基于支持度的剪切策略来减小组合搜索空间.如果挖掘潜在的令人感兴趣的低支持度模式,这种策略并非有效.为此,提出一种新的关联模式—可信关联规则(credible association rule,简称CAR),规则中每个项目的支持度处于同一数量级,规则的置信度直接反映其可信程度,从而可以不必再考虑传统的支持度.同时,提出MaxcliqueMining算法,该算法采用邻接矩阵产生2-项可信集,进而利用极大团思想产生所有可信关联规则提出并证明了几个相关命题以说明这种规则的特点及算法的可行性和有效性.在告警数据集及Pumsb数据集上的实验表明,该算法挖掘CAR具有较高的效率和准确性.     

Induction and pruning of classification rules for prediction of microseismic hazards in coal mines

The paper presents results of application of a rule induction and pruning algorithm for classification of a microseismic hazard sate in coal mines. Due to imbalanced distribution of examples describing states “hazardous” and “safe”, the special algorithm was used for induction and rule pruning. The algorithm selects optimal parameters‘ values influencing rule induction and pruning based on training and tuning sets. A rule quality measure which decides about a form and classification abilities of rules that are induced is the basic parameter of the algorithm. The specificity and sensitivity of a classifier were used to evaluate its quality. Conducted tests show that the admitted method of rules induction and classifier’s quality evaluation enables to get better results of classification of microseismic hazards than by methods currently used in mining practice. Results obtained by the rules-based classifier were also compared with results got by a decision tree induction algorithm and by a neuro-fuzzy system.