差别矩阵约简表示及其快速算法实现

差别矩阵可以拥有不同的信息, 根据差别矩阵描述的区分信息量不同, 给出4 种差别矩阵定义, 并提出相应H-约简、S-约简、B-约简和P-约简的概念; 研究4 种约简之间的关系, 构建通用约简算法模型. 为了提高约简算法的效率, 给出相对分辨能力约简定义(RD-约简), 揭示相对分辨能力约简与4 种差别矩阵约简之间的等价性, 进而设计相对分辨能力快速约简算法. 最后, 通过实例和UCI 数据集验证了所提出约简算法的有效性和时空性能.

     

基于广义差别矩阵的核和属性约简算法

属性约简是粗糙集理论的重要研究内容.为此引入广义差别矩阵,提出基于广义差别矩阵的核和属性约简算法.该框架可有效避免连续属性值离散化,且有利于与其他机器学习方法相结合.理论分析表明,所提出的算法是有效而可行的.

     

信息观下基于不一致邻域矩阵的属性约简

信息观下研究邻域决策系统的属性约简是一种新颖的思路. 通过分析论域下某样本邻域中其他样本与该样本决策属性值的异同, 定义不一致邻域矩阵. 在计算属性重要度时, 利用不一致邻域减少在原条件属性基础上增加一个属性后条件熵的计算时间. 分析得到邻域系统下条件熵与正域的关系, 提出一种信息观下基于不一致邻域矩阵的属性约简算法, 并分析该算法与其他算法的内在联系. 实验结果验证了所提出算法的有效性.

     

基于双重粒化准则的邻域多粒度粗糙集模型

为了从多粒度、多层次的角度有效处理名义型属性和数值型属性并存的混合数据, 首先基于不同的属性集序列和不同的邻域半径构建双重粒化准则, 建立基于双重粒化准则的邻域多粒度粗糙集模型; 然后给出该模型的相关性质, 提出该模型下的属性约简算法, 约简结果可以根据实际问题的需要灵活选择合适的属性集和邻域半径. 实例分析验证了所提出模型和算法的有效性.

     

基于改进差别信息树的粗糙集属性约简算法

差别矩阵为属性约简提供了很好的思路,差别信息树能有效消除差别矩阵中的冗余元素,并实现对差别矩阵的压缩存储.然而,差别信息树既没有考虑“核”属性在消除差别矩阵中冗余元素的作用,也没有考虑属性序在压缩存储差别矩阵中非空元素的作用.对此,基于“核”属性和属性序关系,提出改进差别信息树,该树能进一步实现对差别矩阵中非空元素的压缩存储.最后,给出基于UCI数据库的仿真结果,并通过仿真结果验证该树的有效性.     

粗等价类双边剪枝策略下多次Hash 的约简算法

提出一种新的约简算法. 首先以全局等价类为最小计算粒度, 提出粗等价类概念, 深入研究其性质并证明粗等价类下求核和约简与原决策系统等价; 剖析3 类粗等价类与正区域间的内在关联, 设计针对1 和??1 两类粗等价类双边删减下正区域的渐增式等价计算方法, 从而设计双向剪枝策略以及多次Hash 的属性增量划分算法, 基于此给出高效完备的约简算法. 最后用UCI 中20 个决策集、海量、超高维3 类数据集从多个角度进行验证, 结果表明, 所提出的约简算法的完备性和高效性在绝大多数情况下优于现有算法, 尤其适用于海量数据和超高维数据集.

     

基于邻域组合测度的属性约简方法

属性约简是机器学习和知识发现的研究热点, 而属性重要性度量则是构建属性约简算法的关键环节. 针对不完备的混合型信息系统, 在邻域关系下定义了一种新的属性集成重要性度量—–邻域组合测度, 并据此提出一种基于邻域组合测度的属性约简(NCMAR) 算法. 通过多个UCI 数据集上的实验表明, NCMAR算法不仅能够直接处理符号和数值属性共存的混合信息系统, 而且适用于不完备信息系统, 在获得较小约简结果的同时, 能够保证较高的分类精度.

     

基于属性分辨度的最大相容块规则提取算法

提出一种基于属性分辨度的不完备决策表规则提取算法, 它是一种例化方向的方法. 首先从空集开始, 逐步 选择当前最重要的条件属性对对象集分类, 从广义决策值唯一的相容块提取确定规则, 从其他的相容块提取不确定 规则; 然后设计属性必要性判断步骤去除每条规则的冗余属性; 最后通过规则约简过程来简化所获得的规则, 增强规 则的泛化能力. 实验结果表明, 所提出的算法效率更高, 并且所获得的规则简洁有效.

     

一种基于属性关系的特征选择算法

对于包含大量特征的数据集, 特征选择已成为一个研究热点, 能剔除无关和冗余特征, 将会有效改善分类准确性. 对此, 在分析已有文献的基础上, 提出一种基于属性关系的特征选择算法(NCMIPV), 获取优化特征子集, 并在UCI 数据集上对NCMIPV 算法进行性能评估. 实验结果表明, 与原始特征子集相比, 该算法能有效降低特征空间维数, 运行时间也相对较短, 分类差错率可与其他算法相比, 在某些场合下性能明显优于其他算法.

     

基于优化可辨识矩阵和改进差别信息树的属性约简算法

运用可辨识矩阵表示信息系统中所有对象的区分信息,为研究属性约简提供了新方向。然而,传统的可辨识矩阵在构造结束后才利用核属性消除冗余元素项,忽略了核属性在矩阵构建过程中的作用。针对这一问题,文中做了以下研究:1)优化可辨识矩阵的构造方式,在计算任意两个对象的区分信息之前,先判断核属性上的取值是否相等,如果不相等,则直接将对应元素项记为Φ,忽略对其他条件属性的判断;2)提出属性加权重要度的概念,综合考虑每个条件属性占可辨识矩阵中非空元素项的比率(称为宏观重要度)与每个属性对区分对象的贡献程度(称为微观重要度),并通过例子说明了该度量方法的合理性;3)针对优化后的矩阵仍然存在大量冗余元素和空集这一缺陷,结合差别信息树的概念提出基于优化可辨识矩阵和属性加权重要度的差别信息树。按照属性加权重要度对优化可辨识矩阵中所有非空元素项进行排序,使得重要度高的属性被更多的节点共享;且在构建过程中将不包含核属性的元素项映射到树中的一条路径上,而包含核属性的元素项则被直接忽略。最后,提出基于优化可辨识矩阵和改进差别信息树的约简算法HSDI-tree。在UCI的5个数据集上分别比较了HSDI-tree算法与CDI-tree,DI-tree和IDI-tree算法的约简结果和节点个数,实验结果表明HSDI-tree算法能有效找到最小属性约简且空间压缩能力更好。     

软集参数约简的新方法

软集理论是一种新的处理不确定性问题的数学工具. 讨论了软集与信息系统之间的关系, 介绍了由软集诱导的二元关系, 借助信息系统的属性约简来研究软集的参数约简, 得到了软集参数约简的新方法, 并通过算例验证了方法的有效性.

     

基于幂图的属性约简

针对粗糙集理论中基于差别矩阵的属性约简方法存在的不足,提出一种基于幂图的属性约简算法.首先通过修改样本决策属性值将不相容决策表转化为简化的相容决策表;然后将样本对概念与幂图概念相结合,将基于修正差别矩阵的不相容决策表的属性约简转化为幂图的搜索问题;最后通过实例和实验验证了所提出算法的有效性.     

序决策信息系统中区间决策规则的获取

在序决策信息系统中, 定义区间为支配一个特定的对象同时又被另一个特定的对象所支配的所有对象的集合. 以区间为基本知识颗粒, 建立新的优势关系粗糙集模型, 并由此获取决策值为特定区间范围的区间决策规则. 提出区间的约简的概念, 构造区分函数计算区间的约简, 并由此计算优化区间决策规则. 该方法比初始的优势关系粗糙集方法适应性更强, 且所得区间决策规则可直接应用于序信息系统的分类问题.

     

一种基于C-Tree的属性约简增量式更新算法

针对以往文献为克服基于差别矩阵的属性约简算法存储代价高的不足而提出的基于浓缩树(C-Tree)的高效属性约简算法仅考虑决策表不变的情况,提出了一种基于C-Tree的属性约简增量式更新算法,主要考虑对象动态增加情况下属性约简的更新问题.该算法可通过快速更新C-Tree,在动态求解核的基础上,利用原有的属性约简有效地进行属性约简的增量式更新.理论分析和实验结果表明,所提出的算法是有效可行的.     

一种自适应全局和声搜索算法

针对新颖全局和声搜索(NGHS) 算法过早收敛的问题, 提出自适应全局和声搜索(AGHS) 算法. 引入差分向量范数定义和声记忆库多样性, 给出新的位置更新策略, 排除变异操作. 以和声记忆库多样性信息为指导动态产生新和声, 提高算法对解空间信息开发的能力, 避免算法因过早收敛、易陷入局部最优的不足. AGHS算法操作更简单,需要设置的参数更少, 将其与目前文献中较优的几种改进HS 算法、PSO 算法和GA算法进行性能测试, 测试结果表明AGHS算法具有较高的寻优精度和较快的收敛速度.

     

基于MLD模型的预测控制可行性与约束优先级研究

混合逻辑动态(MLD)框架为处理约束预测控制不可行和优先级问题提供了新的方法,但其优化算法求解计算量大,求解时间长.通过在目标函数中引入新的惩罚项改进优化算法,将混合整数二次规划(MIQP)问题转化为二次规划(QP)进行求解,减少了计算工作量,提高了求解效率.通过在Wood-Berry塔上的仿真分析,获得了良好的控制性能,分析结果表明了该方法的有效性.     

基于ESMF 算法的GPS 信号多普勒频率估计

针对GPS 接收机对载波信号的跟踪性能受到不同类型噪声的影响, 且这些噪声的统计特性很难得到的问题, 提出一种基于扩展集员滤波(ESMF) 的解决方法. 该方法根据载波信号中噪声统计特性未知但有界(UBB) 的特点, 设定合理的噪声边界, 将UBB噪声包含在椭球集合内; 利用集员的思想实现载波信号多普勒频率的在线非线性估 计, 且估计过程中同时能够检测系统坏值的发生时刻. 仿真中, 模型选取三维空间运动的载体. 仿真结果表明, ESMF在处理该模型时是一种有效的鲁棒估计算法.

     

求解多处理器任务调度问题的改进差分进化算法

针对多处理器系统任务调度复杂问题, 在自适应差分进化算法基础上增加惯性速度分项, 提出一种称为惯性速度差分进化(IVDE) 的改进算法, 以避免陷入局部最优解. 结合启发式任务列表, 对算法的状态编码提出了处理器列表(PL)、部分偏序任务列表(PTL) 和全部任务列表(CTL) 等3 种形式. 通过求解随机生成的任务调度标准图和真实求解任务问题, 进行了数值仿真验证, 其中PTL-IVDE 算法相比蚁群优化(ACO) 算法、混合遗传算法(TLPLC-GA), 能快速求得更好的任务调度方案.