多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論與方法.pdf

1、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘是數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的一個重要分支，廣泛應用于互聯(lián)網(wǎng)、金融、生物信息等研究領(lǐng)域。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘旨在從樣本集中找出隱藏在數(shù)據(jù)背后頻繁出現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系與模式。多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則是典型的跨學科課題，其實質(zhì)是利用關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)多尺度、多層次地剖析數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系，研究尺度轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生的尺度效應問題。多尺度科學已經(jīng)在關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘領(lǐng)域取得了可觀的進展，提出了一些多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論和尺度轉(zhuǎn)換方法，但研究大多集中在空間、圖像類型的數(shù)據(jù)上，對于一般數(shù)據(jù)的

2、多尺度數(shù)據(jù)挖掘研究較少，這限制了多尺度科學在數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的研究和發(fā)展。
　　論文將多尺度科學與關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘相結(jié)合，進一步研究面向更為廣泛的數(shù)據(jù)類型的多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則理論與方法。圍繞多尺度科學的研究核心，依據(jù)層次理論提出廣義尺度定義，實現(xiàn)一般數(shù)據(jù)集的多尺度劃分，分析尺度轉(zhuǎn)換的原因和分類，提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的實質(zhì);引入包含度概念，提出基于包含度的相似度理論，在此基礎上提出基于相似度的頻繁項集處理方法;將多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論作為指導

3、思想，基于高斯金字塔法提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則的尺度上推挖掘算法，基于三次卷積法提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則的尺度下推挖掘算法，最終實現(xiàn)知識的多尺度轉(zhuǎn)換。
　　本文以多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘為研究重點，研究多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論體系，探索多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則尺度轉(zhuǎn)換方法。主要完成了以下幾個方面工作:
　　1)探討多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論體系
　　傳統(tǒng)的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘沒有深入研究數(shù)據(jù)的多尺度特性，已有的多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論和方法大多應用于空間、圖像數(shù)

4、據(jù)，對一般數(shù)據(jù)類型的多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論較少。針對上述問題，從尺度、數(shù)據(jù)的多尺度、尺度劃分、尺度轉(zhuǎn)換和多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則的定義及挖掘?qū)嵸|(zhì)四個方面研究多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論體系。首先，基于層次理論提出廣義的尺度定義，利用數(shù)據(jù)的四種尺度類型對一般數(shù)據(jù)進行多尺度處理，構(gòu)建多尺度數(shù)據(jù)集。在此基礎上提出尺度劃分以及多尺度數(shù)據(jù)集之間的父子、祖孫關(guān)系的定義。其次，從定義、原因和分類三個方面分析多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則尺度轉(zhuǎn)換;最后，提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則的定義和挖掘

5、的實質(zhì)，為后續(xù)研究工作提供理論基礎和實現(xiàn)方向。
　　2)提出基于相似度的頻繁項集處理方法
　　引入包含度及相似度概念。基于包含度給出相似度的計算方法，結(jié)合加權(quán)平均的思想，提出基于相似度的頻繁項集處理方法。該方法在一定程度上防止尺度轉(zhuǎn)換過程頻繁項集的丟失，提高尺度轉(zhuǎn)換結(jié)果的精度。
　　3)提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法
　　以多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論體系為理論基礎，以尺度轉(zhuǎn)換為核心，基于高斯金字塔法提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則尺度

6、上推算法MSARSUA(Multi-Scale Association Rules ScalingUp Algorithm)，基于三次卷積法提出多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)則尺度下推算法MSARSDA(Multi-Scale Association Rules Scaling Down Algorithm)。算法實現(xiàn)了關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘知識的多尺度化，相對于傳統(tǒng)的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法，其在準確率和執(zhí)行效率等方面具有明顯的優(yōu)勢。
　　4)驗證分析多尺度關(guān)聯(lián)規(guī)