最大频繁项目集挖掘技术研究

提高最大频繁项目集挖掘算法的效率是关联规则挖掘研究一个重点领域。本文主要对影响最大频繁项目集挖掘效率的数据分布、搜索策略、支持度计算及剪枝策略等技术进行研究。     

一种改进的基于FP-Tree的高效挖掘最大频繁项目集算法

为了解决最大频繁项目集算法DMFIA(discover maximum frequent itemsets algorithm)在挖掘候选项目集维数较大而最大频繁项目集维数较小的情况下产生大量候选项目集的问题,提出一种改进的基于FP-Tree(frequent pattern tree)的最大频繁项目集挖掘的FP-EMFIA算法;该算法在挖掘过程中根据项目头表,采用自上而下和自下而上的双向搜索策略,并通过条件模式基中的频繁项目和较小维数的非频繁项目集对候选项目集进行降维和剪枝,以减少候选项目集的数量,加速对候选集计数的操作。在经典数据集mushroom、chess和connect上的实验结果表明,FP-EMFIA算法在支持度较小时的时间效率优于DMFIA、IDMFIA(improved algorithm of DMFIA)和BDRFI(algorithm for mining frequent itemsets based on decreasing dimensionality reduction of frequent itemsets)算法的,说明FP-EMFIA算法在候选项目集维数较大时有相对优势。     

基于迭代事务集与交集剪枝的最大频繁项集挖掘算法

挖掘最大频繁项目集是多种数据挖掘应用中的关键问题,如果采用Apriori类的候选项目集生成一检验方法,则候选项目集生成的代价通常很高.为寻求避免生成大量候选项集或生成频繁模式树的挖掘算法,提出一种从事务项集交集求最大频繁项集的迭代算法DIIP(Datasets Iteration and Intersection Pruning Algorithm),通过不断缩减事务集数据量和尽可能早地对项目集进行修剪实现最大频繁项集的挖掘,该算法有别于已有的最大频繁项集经典算法,实验表明该算法有效可行.     

基于改进频繁模式树的最大频繁项目集更新挖掘算法

在挖掘最大频繁项目集的过程中,通过改变最小支持度阈值可以挖掘更有用的最大频繁项目集,为此提出了一种最大频繁项目集更新挖掘算法UAMMFI(Updating Algorithm for Mining Maximal Frequent Itemsets)。算法基于改进后的频繁模式树结构,在更新挖掘过程中,不需产生候选项目集和条件模式树,并且充分利用先前已挖掘的最大频繁项目集中包含的信息,快速更新挖掘出最小支持度阈值变化后的最大频繁项目集。实验结果表明,算法能够高效更新挖掘最大频繁项目集。     

基于FP-Tree的最大频繁项目集更新挖掘算法

发现最大频繁项目集是多种数据挖掘应用中的重要问题．在应用中用户需要调整最小支持度,以发现更有用的最大频繁项目集．为此提出了一种最大频繁项目集更新算法(UMFPA),该算法通过对频繁模式树(FP-Tree)中的频繁项目头表(H Table)增加两个域,从而将减少在数据库不变而最小支持度变化的情况下的更新挖掘最大频繁项目集的费用．实验结果表明,算法在进行最大频繁项目集更新挖掘时具有很好的性能．     

基于FP-tree的最大频繁项集挖掘算法

现有的最大频繁项集挖掘算法在支持度阈值较大情况下已达到较高性能,但在支持度阈值较小时,由于候选项集的快速增长,其性能往往不理想。文章提出了一种基于频繁模式树(FP-tree)存储结构的最大频繁项集挖掘算法——DMFIF算法,将FP-tree各分枝作为初始候选项集,并按维数和支持度递减排序,结合子集剪枝策略,自顶向下搜索挖掘最大频繁项集。实验结果表明,该算法在低支持度阈值下稠密数据集中挖掘长模式具有较好性能。     

基于图的最大频繁项集的生成算法

挖掘频繁项集是数据挖掘的重要技术之一,目前已有很多经典算法,如：apriori算法,FP-tree等.挖掘频繁项集主要是寻找最大频繁项集,为了快速寻找最大频繁项集,通常采用削减候选项集、减少扫描数据库次数的方法和将自底向上与自顶向下的搜索方法结合起来（又称双向搜索）.双向搜索能有效地缩减搜索空间.本文把基于图的关联规则挖掘和双向搜索的思想结合起来产生最大频繁项集,提出了基于图的最大频繁项集生成算法.此算法用图将数据映射到一个向量上,通过一遍扫描数据库就可以构造整个频繁项集,结合双向搜索,能快速生成频繁项集,对产生较大长度的最大频繁项集也有较好的效果.文末,把基于图的关联规则挖掘算法和基于图的最大频繁项集算法进行了比较,分析出性能差别的原因.     

基因表达数据的频繁闭合模式挖掘新算法

基因表达数据集与传统事务数据集相比呈现出新的特征,由于其项目数远远大于事务数,使得大量现有的基于项目枚举的频繁闭合模式挖掘算法不再适用.为此提出一种频繁闭合模式挖掘新算法TPclose,使用TP-树(tidset-prefix tree)保存项目的事务集信息.该算法将频繁闭合模式挖掘问题转换成频繁闭合事务集挖掘问题,采取自顶向下分而治之的事务搜索策略,并组合了高效的修剪技术和有效的优化技术.实验表明,TPclose算法普遍快于自底向上事务搜索算法RERⅡ,最高达2个数量级以上.     

基于频繁闭项目集的关联规则挖掘算法

提出一种有效的基于频繁闭项目集的关联规则挖掘算法RIFCI．该算法采用挖掘频繁项目闭集取代传统的频繁项目集，同时在项目集和事务集中展开搜索．通过对UCI机器学习库中10个数据集的测试，与工业标准C4.5比较，错误率低于19．48％，在准确度不变的情况下，生成规则数目低于传统算法，提高了算法的效率．     

FP-growth算法的一种改进

频繁项目集挖掘是多种数据挖掘应用研究的一个重要方面，频繁项目集的快速挖掘算法研究是当前研究的热点，传统Apriori及其改进算法，要多遍扫描数据库并产生大量的候选项目集，针对Apriori算法的缺陷，Han JW(韩家炜)提出FP-growth算法，该算法仅须扫描数据库两遍且无须生成候选项目集，避免了产生“知识的组合爆炸”，提高了频繁项目集的挖掘效率，但FP-growth算法是通过逐步生成条件模式基和条件频繁模式树来挖掘频繁项目集，因而影响了频繁项目集的挖掘效率，为此，在引入F-矩阵概念之后，提出了FP-growth的一种改进算法—IFP-growth，并对改进算法的性能进行了测试，实验结果表明，IFP-growth算法优于FP-growth。     

一种快速发现最大频繁项集的挖掘算法

文章分析了关联规则发现中关于频繁项集的生成与测试方法,提出一种快速挖掘最大频繁项集的算法MFIA_VTL。该算法针对数据库的垂直事务标识列表结构对项集搜索空间进行基于前缀的划分,来发现最大频繁项集。实验表明,该算法性能稳定,可扩展性好。     

快速更新挖掘最大频繁项集

更新挖掘最大频繁项目集是多种数据挖掘应用中的重要问题,其发现过程的高花费要求对高效更新挖掘算法进行研究.提出了一种快速的更新挖掘最大频繁项目集算法,其能够在原有挖掘结果的基础上,有效地挖掘出更新后的数据库中隐含的新最大频繁项目集.     

基于区间映射的约束拓扑关联规则挖掘

 针对现有拓扑关联规则挖掘算法不能够有效地提取长频繁约束拓扑关联规则,提出一种基于区间映射的约束拓扑关联规则挖掘算法,该算法适合挖掘带约束空间布局关系的长频繁拓扑关联规则;该算法用区间映射法的下行搜索策略产生候选频繁拓扑项目集,利用逻辑"与"运算计算拓扑关系事务的支持数.实验证明在挖掘长频繁约束拓扑项目集时,该算法比现有算法更快速更有效.     

An efficient algorithm for mining closed itemsets

This paper presents a new efficient algorithm for mining frequent closed itemsets. It enumerates the closed set of frequent itemsets by using a novel compound frequent itemset tree that facilitates fast growth and efficient pruning of search space. It also employs a hybrid approach that adapts search strategies, representations of projected transaction subsets, and projecting methods to the characteristics of the dataset. Efficient local pruning, global subsumption checking, and fast hashing methods are detailed in this paper. The principle that balances the overheads of search space growth and pruning is also discussed. Extensive experimental evaluations on real world and artificial datasets showed that our algorithm outperforms CHARM by a factor of five and is one to three orders of magnitude more efficient than CLOSET and MAFIA.     

基于候选最大频繁项目集的关联规则挖掘算法

提高频繁项目集算法的效率是关联规则挖掘研究的一个重点领域 ,就此提出了基于候选最大频繁项目集的关联规则挖掘算法 ,通过实例说明了算法的执行过程 ,并与FP -Tree等其他算法作了比较     

基于优化的FP-Tree的频繁闭合项集挖掘算法

在经典的频繁闭合项集挖掘算法中,如Closet与Closet＋,当条件模式数据库很庞大时,频繁项集的数目将会急剧增长,算法的效率会逐步恶化,并且算法挖掘结果的有效性也随着大量冗余模式的产生而下降．本文首先针对传统的FP-tree的算法,给出了一种改进的FP—tree算法,然后在新算法的基础上,提出新的频繁闭合项集挖掘算法,该算法只需把FP-Tree中所有由叶子结点到根结点的路径遍历一遍,就可以得到各项的所有子条件模式基,避免了传统FP-tree算法在同一条路径上向前回溯比较的繁琐．实验表明优化后的算法避免了资源的耗费,减少了频繁闭合项集挖掘的运算开销,大大提高了数据挖掘的效率．     

分布式全局频繁项目集的快速挖掘方法

针对传统的分布式全局频繁项目集挖掘算法存在大量的候选项目集，且求全局频繁项目集的网络通信代价过高等问题，提出了一种分布式数据库的全局频繁项目集快速挖掘算法（FDMA）．该算法改进了频繁模式树（FP-树）的结构，将双向FP-树改为单向，每个节点只保留指向父结点的指针，减少了指针数，由此可节省1／3的树空间；同时通过传送用3个很小的数组表示的被约束子树，在此挖掘全局频繁项目集的过程中不再生成大量候选项目集或条件FP-树，从而减小了网络通信量，提高了挖掘效率．实验表明，所提算法的挖掘速度比传统的分布式数据库数据挖掘算法至少提高了1倍之多，随着数据库规模的增大，它的扩展性将更好．     

基于FP-tree最大频繁模式超集挖掘算法

数据挖掘应用中的最大频繁项集挖掘算法大多存在候选项目集冗余问题,造成时间和空间的浪费.针对此问题,通过构造条件FP-tree,对不符合要求的项目进行剪除并对MFIT算法进行改进,提出一种基于FP-tree的最大频繁模式超集挖掘算法.此算法无需产生大量的候选集,同时减少数据集扫描次数,降低数据库遍历时间,提高算法效率.实验证明,此算法在降低候选项目集冗余度的同时有效减少了算法运行时间.