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非独立同分布下异构数据KNN算法研究

非独立同分布下异构数据KNN算法研究

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作者：孙聪慧齐鲁工业大学

学位级别：硕士

数据挖掘顾名思义就是从海量数据中挖掘出对于企业或者个人来说有用的信息,因为数据挖掘能够为企业创造出更大的利益,所以数据挖掘的相关算法与技术层出不穷,并且已经广泛应用到了许多领域,成为推动大数据发展不可或缺的动力。分类分析... 详细信息

数据挖掘顾名思义就是从海量数据中挖掘出对于企业或者个人来说有用的信息,因为数据挖掘能够为企业创造出更大的利益,所以数据挖掘的相关算法与技术层出不穷,并且已经广泛应用到了许多领域,成为推动大数据发展不可或缺的动力。分类分析是数据挖掘算法中的经典算法之一,其中KNN算法因其原理简单易懂又易于实现等特点被广泛的应用到数据挖掘领域。但因其也存在一些缺陷,如训练样本不均衡问题、冗余特征等会对分类结果产生影响,故而众多学者对其提出改进。然而传统KNN算法及众多改进算法均基于独立同分布,而现实生活中的数据大多数是以非独立同分布的形式存在的,也就是说数据对象之间、数据对象的属性之间以及属性值之间都会存在一定的相互联系,这些相互联系如果被忽略则会错失一些重要信息,从而导致分类结果不准确。因此本文基于非独立同分布思想对KNN算法进行了相关改进。本文的主要研究工作包括以下三点:第一,针对数值型数据,为解决传统KNN算法中因为训练样本不均衡和易受单个属性影响导致分类结果不准确的问题,提出一种基于类隶属度和特征权重的CFW-KNN算法。该算法通过计算数据密度确定球中心点和半径建立最小包围球,并根据训练样本所处位置确定类隶属度,再通过Relief F算法思想进行特征权重的计算,最后根据训练样本的类隶属度和特征权重更新类别决策规则,从而确定待分类样本的类别。实验结果表明,CFW-KNN算法能够使分类结果更加准确,提高分类准确率。第二,针对数值型数据,在改进后的CFW-KNN算法中运用非独立同分布思想,通过对数据集中各类隐含关系的挖掘,提出一种非独立同分布下的NIID＿CFW＿KNN算法。该算法首先利用改进后的Pearson相关系数公式整合出数据对象的耦合相似度矩阵,将原始数据集转化为具有耦合关系的新数据集,并将新数据集应用于CFW-KNN算法进行分类分析。实验结果表明,NIID＿CFW＿KNN算法的分类准确率有进一步的提升。第三,针对异构型数据,在NIID＿CFW＿KNN算法的基础上运用非独立同分布思想对类别型数据和数值型数据进行全局耦合关系分析,提出一种非独立同分布下针对异构型数据的NIID＿MCFW＿KNN算法。该算法充分挖掘出存在于类别型数据内部、数值型数据内部以及类别型数据和数值型数据之间的耦合关系,并将具有耦合关系的新数据集应用于CFW-KNN算法进行分类分析。实验结果证明,NIID＿MCFW＿KNN算法对异构型数据具有较好的分类效果。

关键词：非独立同分布 KNN算法类隶属度特征权重异构型数据

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