基于属性选择的朴素贝叶斯分类研究与应用

发布时间：2017-05-23 07:27

  本文关键词：基于属性选择的朴素贝叶斯分类研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：贝叶斯分类方法能够较好地处理各种数据类型,随着中医诊断在规范化和量化方面的进步,越来越多的学者将贝叶斯分类方法应用在中医诊断中。朴素贝叶斯分类算法(NBC)作为其经典算法之一,具有结构简单、计算高效的优点。但NBC基本条件独立性的假设,限制了其使用范围；另外,随着数据量的增大,在实际数据集中常存在一些冗余属性,降低了NBC的学习效率和分类性能。为了更好地适应实际需求,本文以NBC为基本对象,从属性选择、属性加权和结构扩展三个方而对NBC进行改进,并将改进后的模型应用到不孕症中医诊断问题中,通过实验验证了其有效性和准确性。首先,为提高分类准确率,本文提出一种基于 KL距离与分裂信息的属性权值计算方法,并将此权值作为隐朴素贝叶斯模型(HNB)中属性的加权系数,提出一种改进的加权隐朴素贝叶斯分类算法(WHNBC)。实验结果表明了与其他分类算法相比,WHNBC算法提高了分类准确率,这也从侧面验证了本文提出的属性权值计算方法的正确性和有效性。其次,针对实际应用数据中存在冗余或无关属性的问题,本文在基于相关的属性选择算法基础上引入了Pearson相关系数和属性之间相关度方差的概念,提出了VCFSPabs属性选择算法。实验结果验证了该算法可以有效地去除冗余属性并获得良好的属性子集。然后,在属性子集和WHNBC算法的基础上,本文提出了一种基于属性选择的改进加权隐朴素贝叶斯分类模型(AS-WHNB),该模型主要由属性选择、属性权值计算以及模型的分类训练三部分组成。其中,在模型分类训练部分,我们将属性选择部分获得的属性子集,进一步划分为强属性子集和弱属性子集,并在两个子集上分别采用WHNBC模型和NBC模型进行训练。实验结果表明,当属性数目较多时,AS-WHNB分类模型不仅提高了分类准确率,还有效地降低了分类消耗时间。最后,我们对临床采集的不孕症数据集进行预处理,并将NB、C4.5、TAN、 AODE、WHNBC算法以及AS-WHNB分类模型应用到不孕症中医诊断问题中。对比并分析实际的实验结果可以发现,AS-WHNB分类模型具有较好的分类性能,这表明本文提出的AS-WHNB分类模型为不孕症中医诊断建模提供了一种好的思路和方法。
【关键词】：不孕症中医诊断 分类算法 朴素贝叶斯 加权系数 属性选择 结构扩展
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.3 主要研究内容16-18
• 1.4 论文的结构安排18-21
• 第2章 相关理论概述21-33
• 2.1 属性选择理论概述21-24
• 2.1.1 属性选择流程21-22
• 2.1.2 属性空间搜索22-23
• 2.1.3 属性关系测度与评价23-24
• 2.2 贝叶斯方法相关理论24-27
• 2.2.1 概率论基础知识24-26
• 2.2.2 贝叶斯定理26
• 2.2.3 贝叶斯分类26-27
• 2.3 朴素贝叶斯分类模型27-32
• 2.3.1 NBC模型概述27-29
• 2.3.2 常用的扩展NBC模型29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 改进的加权隐朴素贝叶斯分类算法33-47
• 3.1 隐朴素贝叶斯模型33-36
• 3.1.1 模型的结构和思想33-35
• 3.1.2 模型的学习算法35-36
• 3.2 加权朴素贝叶斯分类算法36-39
• 3.2.1 算法思想与步骤36-37
• 3.2.2 属性权值的确定37-39
• 3.3 改进的加权隐朴素贝叶斯算法39-41
• 3.3.1 算法的提出与构造39
• 3.3.2 算法的实现与分析39-41
• 3.4 实验评估41-46
• 3.4.1 实验数据与设计41-43
• 3.4.2 实验结果与分析43-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 基于属性选择的加权隐朴素贝叶斯模型47-67
• 4.1 一种改进的属性选择算法47-55
• 4.1.1 CFS算法47-49
• 4.1.2 VCFSPabs算法49-51
• 4.1.3 实验设计与评估51-55
• 4.2 基于属性选择的改进加权隐朴素贝叶斯分类模型55-60
• 4.2.1 模型的提出与构造55-56
• 4.2.2 模型的设计与实现56-60
• 4.3 实验评估60-65
• 4.3.1 实验数据与设计60-61
• 4.3.2 实验结果与分析61-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第5章 AS-WHNB模型在不孕症中医诊断中的应用67-79
• 5.1 问题描述67-68
• 5.2 不孕症中医诊断模型的设计与实现68-73
• 5.2.1 数据采集与预处理68-70
• 5.2.2 样本特征处理70-72
• 5.2.3 AS-WHNB模型实现过程72-73
• 5.3 实验结果与分析73-77
• 5.4 本章小结77-79
• 第6章 总结与展望79-81
• 6.1 本文工作总结79-80
• 6.2 下一步工作80-81
• 参考文献81-85
• 附录1 插图索引85-86
• 附录2 表格索引86-87
• 致谢87-89
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果89

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