改进进化算法的贝叶斯网络结构学习及其应用

针对现有的基于进化算法(EA)的贝叶斯网络结构学习算法存在收敛速度慢、局部搜索能力差以及种群数目难以确定的问题,提出了一种基于改进EA的贝叶斯网络结构学习算法.借助最大支撑树(MWST)得到种群中节点的父节点数目上限,设计了计算函数来估计参与进化的种群数目.为了提高算法的局部搜索能力,设计了个体变异函数来增加种群多样性.利用条件独立性获得初始结构来进一步限制模型搜索空间,提高算法的运行效率.实验结果表明:与经典的EA和最大最小爬山(MMHC)算法对比,本文提出的MWST-EA提高了贝叶斯网络(BN)模型的学习效率,并且能够得到较高的准确率.将MWST-EA用于UCI数据库中糖尿病数据集上,与支持向量机(SVM)、MMHC方法相比,识别率分别提高了1.54％和11.15％,具有良好的应用价值.     

基于局部优化具有连续变量的贝叶斯网络结构学习

概述了具有连续变量的贝叶斯网络结构学习存在的主要问题,给出了基于局部优化的具有连续变量的贝叶斯网络结构学习方法.通过构造局部最优回归模式、局部回归模式的条件组合及环路处理,建立了具有连续变量的贝叶斯网络结构,既可以避免复杂的结构打分运算及结构空间搜索,同时又不会出现由于离散化而导致过多的信息丢失及假依赖现象.     

一种隐式法的贝叶斯网络结构学习

通过分析K2,BIC,AIC和IM等方式的原理,改进K2算法,在不考虑先验知识的基础上,创建了新的基于隐式网络的打分函数取代了原有算法的评分规则,实现贝叶斯网络结构学习.仿真实验结果表明,针对标准数据集学习,隐式法的贝叶斯网络学习算法在没有先验知识的条件下和依赖先验知识的基于BDe评分的K2算法相比收敛速度和准确率有一...     

基于混合改进鸟群算法的贝叶斯网络结构学习

针对贝叶斯网络结构学习中寻优效率低下、易陷入局部最优的缺陷,提出了一种基于混合改进鸟群算法的贝叶斯网络结构学习算法.首先,通过互信息约束算法迭代初始网络;其次,改进鸟群算法,在经典鸟群算法中加入自适应惯性权重,随着迭代次数的增加动态调整搜索空间、改变收敛速度;最后,将改进的鸟群算法作为搜索策略,进行贝叶斯网络结构寻优.实验结果表明:改进的算法在寻优过程中不仅有较好的准确率和较快的收敛速度,而且具有良好的全局寻优能力.     

基于贝叶斯网络的大学生共享单车出行行为研究

为研究大学生共享单车出行行为,以福州市大学城各高校学生为研究对象,利用问卷调查采集各年级学生共享单车出行数据.首先,基于所获得的数据计算各节点的互信息值,假设贝叶斯网络参数服从Dirichlet分布,采用K2算法进行贝叶斯网络结构学习,利用贝叶斯估计法进行贝叶斯网络的参数学习,从而构建大学生共享单车出行行为的贝叶斯网络...     

基于时序互信息构建基因调控网络

为构建基因调控网络,提出了一个基于时序互信息学习动态贝叶斯网络结构的学习算法.在计算基因间的时序互信息时,该算法考虑了时间序列微阵列数据的时间特性,并利用协方差矩阵计算互信息,没有将基因表达数据离散化,与基因表达数据的连续性相符合.在酵母菌周期细胞的实验数据上测试该算法,灵敏度为66.7%;该算法构建的基因调控网络与KEGG数据库中的网络相比较,发现了Cdc28与Cdc20、Chk1与Rad9的调控关系,这些调控关系在相应的生物学实验中得到验证.     

基于信息论和免疫遗传算法学习贝叶斯网络结构

提出一种新的实现贝叶斯网络(BN)结构学习的方法,即由信息论和免疫遗传算法相结合构造最优贝叶斯网络结构.首先,通过信息论迅速搜索较为可能的网络空间,构造一个候选网络,然后用免疫遗传算法进行网络精简,得到一个最优的网络结构.不仅可降低计算复杂度,提高贝叶斯网络结构学习的效率,而且避免了传统启发式算法易陷入局部最优解的问题.实例计算证明了其可行性.     

基于马尔可夫毯的贝叶斯网络结构学习算法

贝叶斯网络图结构的自动学习是机器学习中的一个挑战,针对传统算法学习效率低、难于去除冗余边及确定结构中边的方向等问题,提出了一种基于马尔可夫毯的贝叶斯网络结构学习算法.该算法改进了经典的马尔可夫毯学习算法,使之减少条件独立检验次数,并在后续确定有向结构方面更适应贝叶斯网络结构学习,同时给出了两种有向边方向确定的一般性解决方案,有效提高了学习算法的学习效率.最后建立了基于贝叶斯网络的互联云QoE评价模型,并进行了仿真实验,结果表明改进后的学习算法在预测准确率、学习效率上均优于传统算法.     

基于MMPC-FPSO 贝叶斯网络混合结构学习方法

针对贝叶斯网络结构学习的过程中网络结构规模随节点数增加呈指数增长,导致网络结构搜索空间增大,进而导致网络结构学习算法效率低下的问题,提出一种基于最大最小父子集合约束与萤火虫粒子群搜索算法的贝叶斯网络混合结构学习方法。首先,针对粒子群算法在解决贝叶斯网络结构学习过程中,随机初始化网络结构种群导致算法搜索效率低下,网络结构准确性低的问题提出一种基于改进的最大最小父子集合算法的种群约束方法。其次,针对传统的基于粒子群评分搜索方法速度慢,精度低,易陷入局部最优的问题,提出一种基于萤火虫算子的粒子寻优策略。最后,为了验证所提方法的正确性和优越性,将上述方法用于3种标准网络的结构学习。仿真结果表明:所提算法与传统的基于粒子群的结构学习方法相比,所得的贝叶斯信息准则评分与标准网络评分的差距分别缩小了68.7%、65.5%、34.1%。     

最大相关最小冗余限定性贝叶斯网络分类器学习算法

朴素贝叶斯分类器 (naive bayes) 是一种简单而有效的基于贝叶斯思想的分类方法,但它的属性条件独立性假设并不符合实际,影响了它的分类性能。BAN (bayesian network augmented naive bayes) 分类器扩展了朴素贝叶斯分类器,使其表示属性之间依赖关系的能力增强,但是其学习算法需要大量的高维计算,在小采样数据集上,影响BAN分类器的分类性能。基于改进的最大相关最小冗余特征选择技术,提出限定性贝叶斯网络分类器学习算法 (k-BAN)。本算法使用改进的最大相关最小冗余特征选择技术,通过选择属性结点的连接关系集合建立属性之间的依赖性关系。将该分类方法与NB,TAN和BAN分类器进行实验比较。实验结果表明,在小采样数据集上,本算法获得的限定性贝叶斯网络分类器具有更高的分类准确性。     

贝叶斯网络结构学习的限制型模拟退火方法

模拟退火方法学习贝叶斯网络结构是一种以搜索最高得分函数为原则的智能优化方法.提出一种学习贝叶斯网络结构的限制型模拟退火方法.在该方法中,首先通过求解无约束优化问题得到一个无向图,然后使用模拟退火方法进行边及边方向的确定.由于搜索空间的规模减小,该方法比直接使用模拟退火方法学习贝叶斯网络结构的效率要高.     

贝叶斯网络学习算法研究

贝叶斯网络是一种概率图形模型,它提供了不确定性环境下的知识表示、推理、学习手段,可以完成决策、诊断、预测、分类等任务,已广泛应用于数据挖掘、语音识别、工业控制、经济预测、医疗诊断等诸多领域。贝叶斯网络将概率理论和图论相结合,为解决不确定性问题提供了一种自然而直观的方法。在对贝叶斯网络全面概述的基础上,深入研究了贝叶斯网络的结构学习。     

基于Rough Set的贝叶斯网络结构学习研究

Rough Set理论与方法是处理复杂系统的一种有效方法,但未能包含处理不精确或不确定原始数据的机制,与贝叶斯网络等不确定性理论有很强的互补性.本文提出基于Rough Set理论的贝叶斯结构学习方法,把Rough Set理论与贝叶斯网络相结合,通过属性约简简化贝叶斯网络结构变量,更好满足条件属性间的独立性限制,降低结构复杂度;同时,条件属性之间的依赖性决定贝叶斯网络变量之间的依赖关系和弧的方向.最后,通过算例说明该方法的应用过程.     

学习贝叶斯网络结构的混合粒子群算法

 针对直接使用粒子群算法进行结构学习效率较低的缺陷,基于无约束优化,提出一种贝叶斯网络结构学习的混合粒子群算法。该算法首先构造并求解一无约束优化问题,其最优解对应的无向图中的边可为结构学习提供一搜索范围,缩小粒子群算法的搜索空间,然后在缩小的空间中完成对贝叶斯网络的结构学习,从而提高了粒子群算法的学习效率。仿真试验结果表明,该混合粒子群算法可以快速、准确地学习到最优贝叶斯网络结构。     

基于蜂群算法和遗传算法的贝叶斯网络结构混合学习方法

变量之间的关系对解释数据具有重要作用,而贝叶斯网络恰恰是表示变量之间关系的重要工具.针对贝叶斯网络结构学习问题,基于蜂群算法(ABC)和遗传算法(GA),提出一个新的混合型算法(ABC-GA).由于ABC-GA融合了ABC算法和GA算法的长处,所以可以弥补单独使用任一算法的缺陷.数值试验结果表明:ABCGA算法具有较高的计算效率和计算精度.     

基于贝叶斯网络的油田管道失效概率计算

针对事故树分析法不能对管道风险进行多态性分析,且无法实现双向推理问题,提出一种基于贝叶斯网络的油田管道失效概率计算方法.首先,建立油田管道失效风险事故树模型,利用事故树与贝叶斯网络的转换确定贝叶斯网络结构,完成管道失效风险贝叶斯网络模型结构的构建;其次,考虑到由专家知识经验及期望最大化算法确定的网络参数存在较大的估计误...     

贝叶斯网络结构学习的双重K2算法

贝叶斯网络源于人们对人工智能领域不确定性问题的研究,是进行不确定问题推理和数据分析的重要工具。结构学习是贝叶斯网络研究的核心内容,K2算法是结构学习的经典算法之一。为解决K2算法学习效果强烈依赖于节点序的问题,本文提出一种新的混合结构学习算法：双重K2算法。该算法首先将节点信息作为初始节点序,通过K2算法的搜索策略得到初始网络结构;然后在初始网络结构上利用拓扑排序得到修正后的节点序;最后K2算法通过修正后的节点序学习得到最优的网络结构。通过实验验证,在精度和效率上,双重K2算法效果优于其它经典算法。     

基于迁移学习的贝叶斯网络参数学习方法

针对贝叶斯网络参数迁移过程中对源域及目标域限定条件较多等问题,在考虑源域-目标域多种信息形式的情况下,提出一种基于贝叶斯网络参数迁移学习的统一框架.该方法综合考虑了源域结构和数据量在迁移中的作用,在结构相似性的基础上,探讨了备选源域数据量对参数迁移的影响.在迁移过程中引入与目标域数据相关的平衡系数.通过平衡系数将目标域数据与迁移过程联系起来,实现平衡系数的自动调节.Asia网络验证了本文方法的准确性.     

边排序贝叶斯网络结构学习算法应用于基因调控网络构建

提出一种基于多数据源融合思想的贝叶斯网络结构学习算法.该方法在现有贝叶斯网络结构学习算法的基础上,进行网络结构再学习,能有效处理不同数据源无法简单合并的问题.实验结果表明:在现有基因芯片数据节点数过多但数据量过少的前提下,该算法能有效提高建网精度;基于酿酒酵母细胞周期对不同实验条件下的表达数据进行融合,可以将正确率提高约12%.