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【课件】数据挖掘中的特征选择PPT
特征归约在数据挖掘中的作用
因为在文本分类、信息检索和生物信息学等数据挖掘的 应用领域中,数据的维数往往是很高的。
高维的数据集中包含了大量的特征(属性)。比如一个文 本数据集中,每一个文本都可以用一个向量来表示,向 量中的每一个元素就是每一个词在该文本中出现的频率 。在这种情况下,这个数据集中就存在着成千上万的特 征。这种高维的数据给数据挖掘带来了“维灾难”(The Curse of Dimensionality)问题。
特征选择和特征降维是两类特征归约方法。
特征选择
特征选择的一般过程包括:首先从特征全集中产生出一 个特征子集,然后用评价函数对该特征子集进行评价, 评价的结果与停止准则进行比较,若评价结果比停止准 则好就停止,否则就继续产生下一组特征子集,继续进 行特征选择。选出来的特征子集一般还要验证其有效性 。
基于过滤模型的算法主要有两类:特征权重和子集搜索 。
这两类算法的不同之处在于是对单个特征进行评价还是 对整个特征子集进行评价。
特征权重算法对每个特征指定一个权值,并按照它与目 标概念的相关度对其进行排序,如果一个特征的相关度 权值大于某个阈值,则认为该特征优秀,并且选择该特 征。该算法缺点在于:他们可以捕获特征与目标概念间 的相关性,却不能发现特征间的冗余性。而经验证明除 了无关特征对学习任务的影响,冗余特征同样影响学习 算法的速度和准确性,也应尽可能消除冗余特征。 Relief算法是一个比较著名的特征权重类方法。
数据挖掘中的数据归约问题
为什么需要数据挖掘 2019/10/25
数据爆炸问题
数据挖掘中的特征选择
自动数据收集工具和成熟的数据库技术使得大量的 数据被收集,存储在数据库、数据仓库或其他信息 库中以待分析。
我们拥有丰富的数据,但却缺乏有用的信息
数据爆炸但知识贫乏
数据挖掘的作用
数据挖掘:在大量的数据中挖掘感兴趣的知识 (规则,规律,模式,约束)
了解应用领域
了解相关的知识和应用的目标
创建目标数据集: 选择数据 数据清理和预处理: (这个可能要占全过程60%的工作
量) 数据缩减和变换
找到有用的特征,维数缩减/变量缩减,不变量的表示 选择数据挖掘的功能
数据总结, 分类模型数据挖掘, 回归分析, 关联规则挖 掘, 聚类分析等
完全搜索分为穷举搜索与非穷举搜索两类。 (1) 广度优先搜索(BFS ) (2) 分支限界搜索(BAB) (3) 定向搜索 (BS) (4) 最优优先搜索(Best First Search)
启发式搜索 (1) 序列前向选择(SFS) (2) 序列后向选择(SBS) (3) 双向搜索(BDS) (4) 增L去R选择算法 (LRS) (5) 序列浮动选择(Sequential Floating Selection) (6) 决策树(DTM)
特征选择的过程 ( M. Dash and H. Liu 1997 )
特征选择大体上可以看作是一个搜索过程,搜索空间中 的每一个状态都可以看成是一个可能特征子集。
搜索的算 法分为完 全搜索 (Complete),启发式 搜索 (Heuristic),随机搜索(Random) 3大类。
特征选择方法的模型
一般地,特征选择方法可以分为三种模型,分别是:过 滤模型、封装模型和混合模型。
过滤模型:根据训练集进行特征选择,在特征选择的
过程中并不涉及任何学习算法。即特征子集在学习算法 运行之前就被单独选定。但学习算法用于测试最终特征 子集的性能。
过滤模型简单且效率很高。由于过滤模型中的特征选择 过程独立于学习算法,这就容易与后面的学习算法产生 偏差,因此为了克服这个缺点提出了封装模型。
欺骗检测和异常模式的监测 (孤立点)
其他的应用
文本挖掘 (新闻组,电子邮件,文档) 和Web挖掘 流数据挖掘 DNA 和生物数据分析
数据挖掘: 数据库中的知识挖掘(KDD)
数据挖掘—知识挖掘的核心
模式评估
数据挖掘 任务相关数据
数据仓库
选择
数据清理 数据集成
数据库
数据挖掘的步骤
随机算法 (1) 随机产生序列选择算法(RGSS) (2) 模拟退火算法(SA)
(3) 遗传算法(GA)
特征的评价函数
特征的评估函数分为五类:相关性,距离,信息增益, 一致性和分类错误率。
常用的有平方距离,欧氏距离,非线性测量, Minkowski距离,信息增益,最小描述长度,互信息 ,依赖性度量或相关性度量,一致性度量,分类错误率 ,分类正确率
可视化
算法
其他学科
数据挖掘的分类
预言(Predication):用历史预测 未来
描述(Description):了解数据中 潜在的规律
数据挖掘的主要方法
分类(Classification) 聚类(Clustering) 相关规则(Association Rule) 回归(Regression) 其他
在线分析处理(OLAP),多维分析(MDA) 数据源
DBA
论文, 文件, 信息提供商, 数据库系统, 联机事务处理系统(OLTP)
典型数据挖掘系统
图形用户界面
模式评估 数据挖掘引擎
数据库或数据仓库服务器
数据清洗
数据集成
过滤
数据库
数据仓库
知识库
数据挖掘:多个学科的融合
数据库系统
统计学
机器学习
Байду номын сангаас
数据挖掘
数据挖掘是一种从大量数据中寻找其规律的技 术。它综合了统计学、数据库技术和人工智能 技术
数据库越来越大
数据挖掘
海量的数据
有价值的知识
数据挖掘的应用
数据分析和决策支持
市场分析和管理
客户关系管理 (CRM),市场占有量分析,交叉销售,目标市 场
风险分析和管理
风险预测,客户保持,保险业的改良,质量控制,竞争分析
选择挖掘算法 数据挖掘: 寻找感兴趣的模式 模式评估和知识表示
可视化,转换,消除冗余模式等等
运用发现的知识
数据挖掘和商业智能
支持商业决策的 潜能不断增长
决策支持
最终用户
数据表示 可视化技术 数据挖掘 信息发现
商业分析家 数据分析家
数据探索 统计分析,查询和报告
数据仓库/数据市场