『壹』 用於數據挖掘的分類演算法有哪些,各有何優劣
常見的機器學習分類演算法就有,不常見的更是數不勝數,那麼我們針對某個分類問題怎麼來選擇比較好的分類演算法呢?下面介紹一些演算法的優缺點:
1. 樸素貝葉斯
比較簡單的演算法,所需估計的參數很少,對缺失數據不太敏感。如果條件獨立性假設成立,即各特徵之間相互獨立,樸素貝葉斯分類器將會比判別模型,如邏輯回歸收斂得更快,因此只需要較少的訓練數據。就算該假設不成立,樸素貝葉斯分類器在實踐中仍然有著不俗的表現。如果你需要的是快速簡單並且表現出色,這將是個不錯的選擇。其主要缺點現實生活中特徵之間相互獨立的條件比較難以實現。
2. 邏輯回歸
模型訓練時,正則化方法較多,而且你不必像在用樸素貝葉斯那樣擔心你的特徵是否相關。與決策樹與支持向量機相比,邏輯回歸模型還會得到一個不錯的概率解釋,你甚至可以輕松地利用新數據來更新模型(使用在線梯度下降演算法)。如果你需要一個概率架構(比如簡單地調節分類閾值,指明不確定性,獲得置信區間),或者你以後想將更多的訓練數據快速整合到模型中去,邏輯回歸是一個不錯的選擇。
3. 決策樹
決策樹的分類過程易於解釋說明。它可以毫無壓力地處理特徵間的交互關系並且是非參數化的,因此你不必擔心異常值或者數據是否線性可分。它的一個缺點就是不支持在線學習,於是在新樣本到來後,決策樹需要全部重建。另一個缺點是容易過擬合,但這也就是諸如隨機森林(或提升樹)之類的集成方法的切入點。另外,隨機森林經常是多分類問題的贏家(通常比支持向量機好上那麼一點),它快速並且可調,同時你無須擔心要像支持向量機那樣調一大堆參數,所以隨機森林相當受歡迎。
4. 支持向量機
高准確率,為避免過擬合提供了很好的理論保證,而且就算數據在原特徵空間線性不可分,只要給個合適的核函數,它就能運行得很好。在超高維的文本分類問題中特別受歡迎。可惜內存消耗大,難以解釋,運行和調參也有些煩人,所以我認為隨機森林要開始取而代之了。
但是,好的數據卻要優於好的演算法,設計優良特徵比優良的演算法好很多。假如你有一個超大數據集,那麼無論你使用哪種演算法可能對分類性能都沒太大影響(此時就根據速度和易用性來進行抉擇)。
如果你真心在乎准確率,你一定得嘗試多種多樣的分類器,並且通過交叉驗證選擇最優。
『貳』 數據挖掘十大演算法-
整理里一晚上的數據挖掘演算法,其中主要引自wiki和一些論壇。發布到上作為知識共享,但是發現Latex的公式轉碼到網頁的時候出現了丟失,暫時沒找到解決方法,有空再回來填坑了。
——編者按
一、 C4.5
C4.5演算法是由Ross Quinlan開發的用於產生決策樹的演算法[1],該演算法是對Ross Quinlan之前開發的ID3演算法的一個擴展。C4.5演算法主要應用於統計分類中,主要是通過分析數據的信息熵建立和修剪決策樹。
1.1 決策樹的建立規則
在樹的每個節點處,C4.5選擇最有效地方式對樣本集進行分裂,分裂規則是分析所有屬性的歸一化的信息增益率,選擇其中增益率最高的屬性作為分裂依據,然後在各個分裂出的子集上進行遞歸操作。
依據屬性A對數據集D進行分類的信息熵可以定義如下:
劃分前後的信息增益可以表示為:
那麼,歸一化的信息增益率可以表示為:
1.2 決策樹的修剪方法
C4.5採用的剪枝方法是悲觀剪枝法(Pessimistic Error Pruning,PEP),根據樣本集計運算元樹與葉子的經驗錯誤率,在滿足替換標准時,使用葉子節點替換子樹。
不妨用K表示訓練數據集D中分類到某一個葉子節點的樣本數,其中其中錯誤分類的個數為J,由於用估計該節點的樣本錯誤率存在一定的樣本誤差,因此用表示修正後的樣本錯誤率。那麼,對於決策樹的一個子樹S而言,設其葉子數目為L(S),則子樹S的錯誤分類數為:
設數據集的樣本總數為Num,則標准錯誤可以表示為:
那麼,用表示新葉子的錯誤分類數,則選擇使用新葉子節點替換子樹S的判據可以表示為:
二、KNN
最近鄰域演算法(k-nearest neighbor classification, KNN)[2]是一種用於分類和回歸的非參數統計方法。KNN演算法採用向量空間模型來分類,主要思路是相同類別的案例彼此之間的相似度高,從而可以藉由計算未知樣本與已知類別案例之間的相似度,來實現分類目標。KNN是一種基於局部近似和的實例的學習方法,是目前最簡單的機器學習演算法之一。
在分類問題中,KNN的輸出是一個分類族群,它的對象的分類是由其鄰居的「多數表決」確定的,k個最近鄰居(k為正整數,通常較小)中最常見的分類決定了賦予該對象的類別。若k = 1,則該對象的類別直接由最近的一個節點賦予。在回歸問題中,KNN的輸出是其周圍k個鄰居的平均值。無論是分類還是回歸,衡量鄰居的權重都非常重要,目標是要使較近鄰居的權重比較遠鄰居的權重大,例如,一種常見的加權方案是給每個鄰居權重賦值為1/d,其中d是到鄰居的距離。這也就自然地導致了KNN演算法對於數據的局部結構過於敏感。
三、Naive Bayes
在機器學習的眾多分類模型中,應用最為廣泛的兩種分類模型是決策樹模型(Decision Tree Model)和樸素貝葉斯模型(Naive Bayesian Model,NBC)[3]。樸素貝葉斯模型發源於古典數學理論,有著堅實的數學基礎,以及穩定的分類效率。同時,NBC模型所需估計的參數很少,對缺失數據不太敏感,演算法也比較簡單。
在假設各個屬性相互獨立的條件下,NBC模型的分類公式可以簡單地表示為:
但是實際上問題模型的屬性之間往往是非獨立的,這給NBC模型的分類准確度帶來了一定影響。在屬性個數比較多或者屬性之間相關性較大時,NBC模型的分類效率比不上決策樹模型;而在屬性相關性較小時,NBC模型的性能最為良好。
四、CART
CART演算法(Classification And Regression Tree)[4]是一種二分遞歸的決策樹,把當前樣本劃分為兩個子樣本,使得生成的每個非葉子結點都有兩個分支,因此CART演算法生成的決策樹是結構簡潔的二叉樹。由於CART演算法構成的是一個二叉樹,它在每一步的決策時只能是「是」或者「否」,即使一個feature有多個取值,也是把數據分為兩部分。在CART演算法中主要分為兩個步驟:將樣本遞歸劃分進行建樹過程;用驗證數據進行剪枝。
五、K-means
k-平均演算法(k-means clustering)[5]是源於信號處理中的一種向量量化方法,現在則更多地作為一種聚類分析方法流行於數據挖掘領域。k-means的聚類目標是:把n個點(可以是樣本的一次觀察或一個實例)劃分到k個聚類中,使得每個點都屬於離他最近的均值(此即聚類中心)對應的聚類。
5.1 k-means的初始化方法
通常使用的初始化方法有Forgy和隨機劃分(Random Partition)方法。Forgy方法隨機地從數據集中選擇k個觀測作為初始的均值點;而隨機劃分方法則隨機地為每一觀測指定聚類,然後執行「更新」步驟,即計算隨機分配的各聚類的圖心,作為初始的均值點。Forgy方法易於使得初始均值點散開,隨機劃分方法則把均值點都放到靠近數據集中心的地方;隨機劃分方法一般更適用於k-調和均值和模糊k-均值演算法。對於期望-最大化(EM)演算法和標准k-means演算法,Forgy方法作為初始化方法的表現會更好一些。
5.2 k-means的標准演算法
k-means的標准演算法主要包括分配(Assignment)和更新(Update),在初始化得出k個均值點後,演算法將會在這兩個步驟中交替執行。
分配(Assignment):將每個觀測分配到聚類中,使得組內平方和達到最小。
更新(Update):對於上一步得到的每一個聚類,以聚類中觀測值的圖心,作為新的均值點。
六、Apriori
Apriori演算法[6]是一種最有影響的挖掘布爾關聯規則頻繁項集的演算法,其核心是基於兩階段頻集思想的遞推演算法。該關聯規則在分類上屬於單維、單層、布爾關聯規則。Apriori採用自底向上的處理方法,每次只擴展一個對象加入候選集,並且使用數據集對候選集進行檢驗,當不再產生匹配條件的擴展對象時,演算法終止。
Apriori的缺點在於生成候選集的過程中,演算法總是嘗試掃描整個數據集並盡可能多地添加擴展對象,導致計算效率較低;其本質上採用的是寬度優先的遍歷方式,理論上需要遍歷次才可以確定任意的最大子集S。
七、SVM
支持向量機(Support Vector Machine, SVM)[7]是在分類與回歸分析中分析數據的監督式學習模型與相關的學習演算法。給定一組訓練實例,每個訓練實例被標記為屬於兩個類別中的一個或另一個,SVM訓練演算法創建一個將新的實例分配給兩個類別之一的模型,使其成為非概率二元線性分類器。SVM模型是將實例表示為空間中的點,這樣映射就使得單獨類別的實例被盡可能寬的明顯的間隔分開。然後,將新的實例映射到同一空間,並基於它們落在間隔的哪一側來預測所屬類別。
除了進行線性分類之外,SVM還可以使用所謂的核技巧有效地進行非線性分類,將其輸入隱式映射到高維特徵空間中,即支持向量機在高維或無限維空間中構造超平面或超平面集合,用於分類、回歸或其他任務。直觀來說,分類邊界距離最近的訓練數據點越遠越好,因為這樣可以縮小分類器的泛化誤差。
八、EM
最大期望演算法(Expectation–Maximization Algorithm, EM)[7]是從概率模型中尋找參數最大似然估計的一種演算法。其中概率模型依賴於無法觀測的隱性變數。最大期望演算法經常用在機器學習和計算機視覺的數據聚類(Data Clustering)領域。最大期望演算法經過兩個步驟交替進行計算,第一步是計算期望(E),利用對隱藏變數的現有估計值,計算其最大似然估計值;第二步是最大化(M),最大化在E步上求得的最大似然值來計算參數的值。M步上找到的參數估計值被用於下一個E步計算中,這個過程不斷交替進行。
九、PageRank
PageRank演算法設計初衷是根據網站的外部鏈接和內部鏈接的數量和質量對網站的價值進行衡量。PageRank將每個到網頁的鏈接作為對該頁面的一次投票,被鏈接的越多,就意味著被其他網站投票越多。
演算法假設上網者將會不斷點網頁上的鏈接,當遇到了一個沒有任何鏈接出頁面的網頁,這時候上網者會隨機轉到另外的網頁開始瀏覽。設置在任意時刻,用戶到達某頁面後並繼續向後瀏覽的概率,該數值是根據上網者使用瀏覽器書簽的平均頻率估算而得。PageRank值可以表示為:
其中,是被研究的頁面集合,N表示頁面總數,是鏈接入頁面的集合,是從頁面鏈接處的集合。
PageRank演算法的主要缺點是的主要缺點是舊的頁面等級會比新頁面高。因為即使是非常好的新頁面也不會有很多外鏈,除非它是某個站點的子站點。
十、AdaBoost
AdaBoost方法[10]是一種迭代演算法,在每一輪中加入一個新的弱分類器,直到達到某個預定的足夠小的錯誤率。每一個訓練樣本都被賦予一個權重,表明它被某個分類器選入訓練集的概率。如果某個樣本點已經被准確地分類,那麼在構造下一個訓練集中,它被選中的概率就被降低;相反,如果某個樣本點沒有被准確地分類,那麼它的權重就得到提高。通過這樣的方式,AdaBoost方法能「聚焦於」那些較難分的樣本上。在具體實現上,最初令每個樣本的權重都相等,對於第k次迭代操作,我們就根據這些權重來選取樣本點,進而訓練分類器Ck。然後就根據這個分類器,來提高被它分錯的的樣本的權重,並降低被正確分類的樣本權重。然後,權重更新過的樣本集被用於訓練下一個分類器Ck[,並且如此迭代地進行下去。
AdaBoost方法的自適應在於:前一個分類器分錯的樣本會被用來訓練下一個分類器。AdaBoost方法對於雜訊數據和異常數據很敏感。但在一些問題中,AdaBoost方法相對於大多數其它學習演算法而言,不會很容易出現過擬合現象。AdaBoost方法中使用的分類器可能很弱(比如出現很大錯誤率),但只要它的分類效果比隨機好一點(比如兩類問題分類錯誤率略小於0.5),就能夠改善最終得到的模型。而錯誤率高於隨機分類器的弱分類器也是有用的,因為在最終得到的多個分類器的線性組合中,可以給它們賦予負系數,同樣也能提升分類效果。
引用
[1] Quinlan, J. R. C4.5: Programs for Machine Learning. Morgan Kaufmann Publishers, 1993.
[2] Altman, N. S. An introction to kernel and nearest-neighbor nonparametric regression. The American Statistician. 1992, 46 (3): 175–185. doi:10.1080/00031305.1992.10475879
[3] Webb, G. I.; Boughton, J.; Wang, Z. Not So Naive Bayes: Aggregating One-Dependence Estimators. Machine Learning (Springer). 2005, 58 (1): 5–24. doi:10.1007/s10994-005-4258-6
[4] decisiontrees.net Interactive Tutorial
[5] Hamerly, G. and Elkan, C. Alternatives to the k-means algorithm that find better clusterings (PDF). Proceedings of the eleventh international conference on Information and knowledge management (CIKM). 2002
[6] Rakesh Agrawal and Ramakrishnan Srikant. Fast algorithms for mining association rules in large databases. Proceedings of the 20th International Conference on Very Large Data Bases, VLDB, pages 487-499, Santiago, Chile, September 1994.
[7] Cortes, C.; Vapnik, V. Support-vector networks. Machine Learning. 1995, 20 (3): 273–297. doi:10.1007/BF00994018
[8] Arthur Dempster, Nan Laird, and Donald Rubin. "Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm". Journal of the Royal Statistical Society, Series B, 39 (1):1–38, 1977
[9] Susan Moskwa. PageRank Distribution Removed From WMT. [October 16, 2009]
[10] Freund, Yoav; Schapire, Robert E. A Decision-Theoretic Generalization of on-Line Learning and an Application to Boosting. 1995. CiteSeerX: 10.1.1.56.9855
『叄』 常見的數據挖掘方法有哪些
數據挖掘的常用方法有:
神經網路方法
神經網路由於本身良好的魯棒性、自組織自適應性、並行處理、分布存儲和高度容錯等特性非常適合解決數據挖掘的問題,因此近年來越來越受到人們的關注。
遺傳演算法
遺傳演算法是一種基於生物自然選擇與遺傳機理的隨機搜索演算法,是一種仿生全局優化方法。遺傳演算法具有的隱含並行性、易於和其它模型結合等性質使得它在數據挖掘中被加以應用。
決策樹方法
決策樹是一種常用於預測模型的演算法,它通過將大量數據有目的分類,從中找到一些有價值的,潛在的信息。它的主要優點是描述簡單,分類速度快,特別適合大規模的數據處理。
粗集方法
粗集理論是一種研究不精確、不確定知識的數學工具。粗集方法有幾個優點:不需要給出額外信息;簡化輸入信息的表達空間;演算法簡單,易於操作。粗集處理的對象是類似二維關系表的信息表。
覆蓋正例排斥反例方法
它是利用覆蓋所有正例、排斥所有反例的思想來尋找規則。首先在正例集合中任選一個種子,到反例集合中逐個比較。與欄位取值構成的選擇子相容則捨去,相反則保留。按此思想循環所有正例種子,將得到正例的規則(選擇子的合取式)。
統計分析方法
在資料庫欄位項之間存在兩種關系:函數關系和相關關系,對它們的分析可採用統計學方法,即利用統計學原理對資料庫中的信息進行分析。可進行常用統計、回歸分析、相關分析、差異分析等。
模糊集方法
即利用模糊集合理論對實際問題進行模糊評判、模糊決策、模糊模式識別和模糊聚類分析。系統的復雜性越高,模糊性越強,一般模糊集合理論是用隸屬度來刻畫模糊事物的亦此亦彼性的。
『肆』 數據挖掘的常用演算法有哪幾類
有十大經典演算法
下面是網站給出的答案:
1. C4.5
C4.5演算法是機器學習演算法中的一種分類決策樹演算法,其核心演算法是ID3演算法. C4.5演算法繼承了ID3演算法的優點,並在以下幾方面對ID3演算法進行了改進:
1) 用信息增益率來選擇屬性,克服了用信息增益選擇屬性時偏向選擇取值多的屬性的不足;
2) 在樹構造過程中進行剪枝;
3) 能夠完成對連續屬性的離散化處理;
4) 能夠對不完整數據進行處理。
C4.5演算法有如下優點:產生的分類規則易於理解,准確率較高。其缺點是:在構造樹的過程中,需要對數據集進行多次的順序掃描和排序,因而導致演算法的低效。
2. The k-means algorithm 即K-Means演算法
k-means algorithm演算法是一個聚類演算法,把n的對象根據他們的屬性分為k個分割,k < n。它與處理混合正態分布的最大期望演算法很相似,因為他們都試圖找到數據中自然聚類的中心。它假設對象屬性來自於空間向量,並且目標是使各個群組內部的均 方誤差總和最小。
3. Support vector machines
支持向量機,英文為Support Vector Machine,簡稱SV機(論文中一般簡稱SVM)。它是一種監督式學習的方法,它廣泛的應用於統計分類以及回歸分析中。支持向量機將向量映射到一個更 高維的空間里,在這個空間里建立有一個最大間隔超平面。在分開數據的超平面的兩邊建有兩個互相平行的超平面。分隔超平面使兩個平行超平面的距離最大化。假 定平行超平面間的距離或差距越大,分類器的總誤差越小。一個極好的指南是C.J.C Burges的《模式識別支持向量機指南》。van der Walt 和 Barnard 將支持向量機和其他分類器進行了比較。
4. The Apriori algorithm
Apriori演算法是一種最有影響的挖掘布爾關聯規則頻繁項集的演算法。其核心是基於兩階段頻集思想的遞推演算法。該關聯規則在分類上屬於單維、單層、布爾關聯規則。在這里,所有支持度大於最小支持度的項集稱為頻繁項集,簡稱頻集。
5. 最大期望(EM)演算法
在統計計算中,最大期望(EM,Expectation–Maximization)演算法是在概率(probabilistic)模型中尋找參數最大似然 估計的演算法,其中概率模型依賴於無法觀測的隱藏變數(Latent Variabl)。最大期望經常用在機器學習和計算機視覺的數據集聚(Data Clustering)領域。
6. PageRank
PageRank是Google演算法的重要內容。2001年9月被授予美國專利,專利人是Google創始人之一拉里·佩奇(Larry Page)。因此,PageRank里的page不是指網頁,而是指佩奇,即這個等級方法是以佩奇來命名的。
PageRank根據網站的外部鏈接和內部鏈接的數量和質量倆衡量網站的價值。PageRank背後的概念是,每個到頁面的鏈接都是對該頁面的一次投票, 被鏈接的越多,就意味著被其他網站投票越多。這個就是所謂的「鏈接流行度」——衡量多少人願意將他們的網站和你的網站掛鉤。PageRank這個概念引自 學術中一篇論文的被引述的頻度——即被別人引述的次數越多,一般判斷這篇論文的權威性就越高。
7. AdaBoost
Adaboost是一種迭代演算法,其核心思想是針對同一個訓練集訓練不同的分類器(弱分類器),然後把這些弱分類器集合起來,構成一個更強的最終分類器 (強分類器)。其演算法本身是通過改變數據分布來實現的,它根據每次訓練集之中每個樣本的分類是否正確,以及上次的總體分類的准確率,來確定每個樣本的權 值。將修改過權值的新數據集送給下層分類器進行訓練,最後將每次訓練得到的分類器最後融合起來,作為最後的決策分類器。
8. kNN: k-nearest neighbor classification
K最近鄰(k-Nearest Neighbor,KNN)分類演算法,是一個理論上比較成熟的方法,也是最簡單的機器學習演算法之一。該方法的思路是:如果一個樣本在特徵空間中的k個最相似(即特徵空間中最鄰近)的樣本中的大多數屬於某一個類別,則該樣本也屬於這個類別。
9. Naive Bayes
在眾多的分類模型中,應用最為廣泛的兩種分類模型是決策樹模型(Decision Tree Model)和樸素貝葉斯模型(Naive Bayesian Model,NBC)。 樸素貝葉斯模型發源於古典數學理論,有著堅實的數學基礎,以 及穩定的分類效率。同時,NBC模型所需估計的參數很少,對缺失數據不太敏感,演算法也比較簡單。理論上,NBC模型與其他分類方法相比具有最小的誤差率。 但是實際上並非總是如此,這是因為NBC模型假設屬性之間相互獨立,這個假設在實際應用中往往是不成立的,這給NBC模型的正確分類帶來了一定影響。在屬 性個數比較多或者屬性之間相關性較大時,NBC模型的分類效率比不上決策樹模型。而在屬性相關性較小時,NBC模型的性能最為良好。
10. CART: 分類與回歸樹
CART, Classification and Regression Trees。 在分類樹下面有兩個關鍵的思想。第一個是關於遞歸地劃分自變數空間的想法;第二個想法是用驗證數據進行剪枝。
『伍』 大數據挖掘的演算法有哪些
大數據挖掘的演算法:
1.樸素貝葉斯,超級簡單,就像做一些數數的工作。如果條件獨立假設成立的話,NB將比鑒別模型收斂的更快,所以你只需要少量的訓練數據。即使條件獨立假設不成立,NB在實際中仍然表現出驚人的好。
2. Logistic回歸,LR有很多方法來對模型正則化。比起NB的條件獨立性假設,LR不需要考慮樣本是否是相關的。與決策樹與支持向量機不同,NB有很好的概率解釋,且很容易利用新的訓練數據來更新模型。如果你想要一些概率信息或者希望將來有更多數據時能方便的更新改進模型,LR是值得使用的。
3.決策樹,DT容易理解與解釋。DT是非參數的,所以你不需要擔心野點(或離群點)和數據是否線性可分的問題,DT的主要缺點是容易過擬合,這也正是隨機森林等集成學習演算法被提出來的原因。
4.支持向量機,很高的分類正確率,對過擬合有很好的理論保證,選取合適的核函數,面對特徵線性不可分的問題也可以表現得很好。SVM在維數通常很高的文本分類中非常的流行。
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『陸』 三種經典的數據挖掘演算法
演算法,可以說是很多技術的核心,而數據挖掘也是這樣的。數據挖掘中有很多的演算法,正是這些演算法的存在,我們的數據挖掘才能夠解決更多的問題。如果我們掌握了這些演算法,我們就能夠順利地進行數據挖掘工作,在這篇文章我們就給大家簡單介紹一下數據挖掘的經典演算法,希望能夠給大家帶來幫助。
1.KNN演算法
KNN演算法的全名稱叫做k-nearest neighbor classification,也就是K最近鄰,簡稱為KNN演算法,這種分類演算法,是一個理論上比較成熟的方法,也是最簡單的機器學習演算法之一。該方法的思路是:如果一個樣本在特徵空間中的k個最相似,即特徵空間中最鄰近的樣本中的大多數屬於某一個類別,則該樣本也屬於這個類別。KNN演算法常用於數據挖掘中的分類,起到了至關重要的作用。
2.Naive Bayes演算法
在眾多的分類模型中,應用最為廣泛的兩種分類模型是決策樹模型(Decision Tree Model)和樸素貝葉斯模型(Naive Bayesian Model,NBC)。樸素貝葉斯模型發源於古典數學理論,有著堅實的數學基礎,以及穩定的分類效率。同時,NBC模型所需估計的參數很少,對缺失數據不太敏感,演算法也比較簡單。理論上,NBC模型與其他分類方法相比具有最小的誤差率。但是實際上並非總是如此,這是因為NBC模型假設屬性之間相互獨立,這個假設在實際應用中往往是不成立的,這給NBC模型的正確分類帶來了一定影響。在屬性個數比較多或者屬性之間相關性較大時,NBC模型的分類效率比不上決策樹模型。而在屬性相關性較小時,NBC模型的性能最為良好。這種演算法在數據挖掘工作使用率還是挺高的,一名優秀的數據挖掘師一定懂得使用這一種演算法。
3.CART演算法
CART, 也就是Classification and Regression Trees。就是我們常見的分類與回歸樹,在分類樹下面有兩個關鍵的思想。第一個是關於遞歸地劃分自變數空間的想法;第二個想法是用驗證數據進行剪枝。這兩個思想也就決定了這種演算法的地位。
在這篇文章中我們給大家介紹了關於KNN演算法、Naive Bayes演算法、CART演算法的相關知識,其實這三種演算法在數據挖掘中占據著很高的地位,所以說如果要從事數據挖掘行業一定不能忽略這些演算法的學習。
『柒』 數據挖掘演算法的演算法分類
C4.5就是一個決策樹演算法,它是決策樹(決策樹也就是做決策的節點間像一棵樹一樣的組織方式,其實是一個倒樹)核心演算法ID3的改進演算法,所以基本上了解了一半決策樹構造方法就能構造它。決策樹構造方法其實就是每次選擇一個好的特徵以及分裂點作為當前節點的分類條件。C4.5比ID3改進的地方時:
ID3選擇屬性用的是子樹的信息增益(這里可以用很多方法來定義信息,ID3使用的是熵(entropy)(熵是一種不純度度量准則)),也就是熵的變化值,而C4.5用的是信息增益率。也就是多了個率嘛。一般來說率就是用來取平衡用的,就像方差起的作用差不多,比如有兩個跑步的人,一個起點是100m/s的人、其1s後為110m/s;另一個人起速是1m/s、其1s後為11m/s。如果僅算差值那麼兩個就是一樣的了;但如果使用速度增加率(加速度)來衡量,2個人差距就很大了。在這里,其克服了用信息增益選擇屬性時偏向選擇取值多的屬性的不足。在樹構造過程中進行剪枝,我在構造決策樹的時候好討厭那些掛著幾個元素的節點。對於這種節點,乾脆不考慮最好,不然很容易導致overfitting。對非離散數據都能處理,這個其實就是一個個式,看對於連續型的值在哪裡分裂好。也就是把連續性的數據轉化為離散的值進行處理。能夠對不完整數據進行處理,這個重要也重要,其實也沒那麼重要,缺失數據採用一些方法補上去就是了。 (樸素貝葉斯NB)
NB認為各個特徵是獨立的,誰也不關誰的事。所以一個樣本(特徵值的集合,比如「數據結構」出現2次,「文件」出現1次),可以通過對其所有出現特徵在給定類別的概率相乘。比如「數據結構」出現在類1的概率為0.5,「文件」出現在類1的概率為0.3,則可認為其屬於類1的概率為0.5*0.5*0.3。 (支持向量機SVM)
SVM就是想找一個分類得最」好」的分類線/分類面(最近的一些兩類樣本到這個」線」的距離最遠)。這個沒具體實現過,上次聽課,那位老師自稱自己實現了SVM,敬佩其鑽研精神。常用的工具包是LibSVM、SVMLight、MySVM。 (Mining frequent patterns without candidate generation)
這個也不太清楚。FP-growth演算法(Frequent Pattern-growth)使用了一種緊縮的數據結構來存儲查找頻繁項集所需要的全部信息。採用演算法:將提供頻繁項集的資料庫壓縮到一棵FP-tree來保留項集關聯信息,然後將壓縮後的資料庫分成一組條件資料庫(一種特殊類型的投影資料庫),每個條件資料庫關聯一個頻繁項集。 K-Means是一種最經典也是使用最廣泛的聚類方法,時至今日扔然有很多基於其的改進模型提出。K-Means的思想很簡單,對於一個聚類任務(你需要指明聚成幾個類,當然按照自然想法來說不應該需要指明類數,這個問題也是當前聚類任務的一個值得研究的課題),首先隨機選擇K個簇中心,然後反復計算下面的過程直到所有簇中心不改變(簇集合不改變)為止:步驟1:對於每個對象,計算其與每個簇中心的相似度,把其歸入與其最相似的那個簇中。
步驟2:更新簇中心,新的簇中心通過計算所有屬於該簇的對象的平均值得到。
k-means 演算法的工作過程說明如下:首先從n個數據對象任意選擇k 個對象作為初始聚類中心;而對於所剩下其它對象,則根據它們與這些聚類中心的相似度(距離),分別將它們分配給與其最相似的(聚類中心所代表的)聚類;然後再計算每個所獲新聚類的聚類中心(該聚類中所有對象的均值);不斷重復這一過程直到標准測度函數開始收斂為止。一般都採用均方差作為標准測度函數. k個聚類具有以下特點:各聚類本身盡可能的緊湊,而各聚類之間盡可能的分開。 BIRCH也是一種聚類演算法,其全稱是Balanced Iterative Recing and Clustering using Hierarchies。BIRCH也是只是看了理論沒具體實現過。是一個綜合的層次聚類特徵(Clustering Feature, CF)和聚類特徵樹(CF Tree)兩個概念,用於概括聚類描述。聚類特徵樹概括了聚類的有用信息,並且佔用空間較元數據集合小得多,可以存放在內存中,從而可以提高演算法在大型數據集合上的聚類速度及可伸縮性。
BIRCH演算法包括以下兩個階段:
1)掃描資料庫,建立動態的一棵存放在內存的CF Tree。如果內存不夠,則增大閾值,在原樹基礎上構造一棵較小的樹。
2)對葉節點進一步利用一個全局性的聚類演算法,改進聚類質量。
由於CF Tree的葉節點代表的聚類可能不是自然的聚類結果,原因是給定的閾值限制了簇的大小,並且數據的輸入順序也會影響到聚類結果。因此需要對葉節點進一步利用一個全局性的聚類演算法,改進聚類質量。 AdaBoost做分類的一般知道,它是一種boosting方法。這個不能說是一種演算法,應該是一種方法,因為它可以建立在任何一種分類演算法上,可以是決策樹,NB,SVM等。
Adaboost是一種迭代演算法,其核心思想是針對同一個訓練集訓練不同的分類器(弱分類器),然後把這些弱分類器集合起來,構成一個更強的最終分類器(強分類器)。其演算法本身是通過改變數據分布來實現的,它根據每次訓練集之中每個樣本的分類是否正確,以及上次的總體分類的准確率,來確定每個樣本的權值。將修改過權值的新數據集送給下層分類器進行訓練,最後將每次訓練得到的分類器最後融合起來,作為最後的決策分類器。使用adaboost分類器可以排除一些不必要的訓練數據,並將關鍵放在關鍵的訓練數據上面。 GSP,全稱為Generalized Sequential Pattern(廣義序貫模式),是一種序列挖掘演算法。對於序列挖掘沒有仔細看過,應該是基於關聯規則的吧!網上是這樣說的:
GSP類似於Apriori演算法,採用冗餘候選模式的剪除策略和特殊的數據結構-----哈希樹來實現候選模式的快速訪存。
GSP演算法描述:
1)掃描序列資料庫,得到長度為1的序列模式L1,作為初始的種子集。
2)根據長度為i 的種子集Li ,通過連接操作和修剪操作生成長度為i+1的候選序列模式Ci+1;然後掃描序列資料庫,計算每個候選序列模式的支持度,產生長度為i+1的序列模式Li+1,並將Li+1作為新的種子集。
3)重復第二步,直到沒有新的序列模式或新的候選序列模式產生為止。
產生候選序列模式主要分兩步:
連接階段:如果去掉序列模式s1的第一個項目與去掉序列模式s2的最後一個項目所得到的序列相同,則可以將s1與s2進行連接,即將s2的最後一個項目添加到s1中。
修切階段:若某候選序列模式的某個子序列不是序列模式,則此候選序列模式不可能是序列模式,將它從候選序列模式中刪除。
候選序列模式的支持度計算:對於給定的候選序列模式集合C,掃描序列資料庫,對於其中的每一條序列s,找出集合C中被s所包含的所有候選序列模式,並增加其支持度計數。 又是一個類似Apriori的序列挖掘。
其中經典十大演算法為:C4.5,K-Means,SVM,Apriori,EM,PageRank,AdaBoost,KNN,NB和CART。
『捌』 大數據挖掘方法有哪些
方法1.Analytic Visualizations(可視化分析)
無論是日誌數據分析專家還是普通用戶,數據可視化都是數據分析工具的最基本要求。可視化可以直觀地顯示數據,讓數據自己說話,讓聽眾看到結果。
方法2.Data Mining Algorithms(數據挖掘演算法)
如果說可視化用於人們觀看,那麼數據挖掘就是給機器看的。集群、分割、孤立點分析和其他演算法使我們能夠深入挖掘數據並挖掘價值。這些演算法不僅要處理大量數據,還必須盡量縮減處理大數據的速度。
方法3.Predictive Analytic Capabilities(預測分析能力)
數據挖掘使分析師可以更好地理解數據,而預測分析則使分析師可以根據可視化分析和數據挖掘的結果做出一些預測性判斷。
方法4.semantic engine(語義引擎)
由於非結構化數據的多樣性給數據分析帶來了新挑戰,因此需要一系列工具來解析,提取和分析數據。需要將語義引擎設計成從“文檔”中智能地提取信息。
方法5.Data Quality and Master Data Management(數據質量和主數據管理)
數據質量和數據管理是一些管理方面的最佳實踐。通過標准化流程和工具處理數據可確保獲得預定義的高質量分析結果。
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『玖』 用於數據挖掘的分類演算法有哪些,各有何優劣
1、樸素貝葉斯(Naive Bayes, NB)
簡單,就像做一些數數的工作。
如果條件獨立假設成立的話,NB將比鑒別模型(如Logistic回歸)收斂的更快,所以你只需要少量的訓練數據。
如果你想做類似半監督學習,或者是既要模型簡單又要性能好,NB值得嘗試.
2.Logistic回歸(Logistic Regression, LR)
LR有很多方法來對模型正則化。比起NB的條件獨立性假設,LR不需要考慮樣本是否是相關的。
如果你想要一些概率信息(如,為了更容易的調整分類閾值,得到分類的不確定性,得到置信區間),或者希望將來有更多數據時能方便的更新改進模型,LR是值得使用的.
3.決策樹(Decision Tree, DT)
DT是非參數的,所以你不需要擔心野點(或離群點)和數據是否線性可分的問題(例如,DT可以輕松的處理這種情況:屬於A類的樣本的特徵x取值往往非常小或者非常大,而屬於B類的樣本的特徵x取值在中間范圍)。
DT的主要缺點是容易過擬合,這也正是隨機森林(Random Forest, RF)(或者Boosted樹)等集成學習演算法被提出來的原因。
此外,RF在很多分類問題中經常表現得最好,且速度快可擴展,也不像SVM那樣需要調整大量的參數,所以最近RF是一個非常流行的演算法.
4.支持向量機(Support Vector Machine, SVM)
很高的分類正確率,對過擬合有很好的理論保證,選取合適的核函數,面對特徵線性不可分的問題也可以表現得很好。
SVM在維數通常很高的文本分類中非常的流行。由於較大的內存需求和繁瑣的調參,我認為RF已經開始威脅其地位了.