Estimation of distribution algorithms for clustering and classification

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cagnini, Henry Emanuel Leal
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7384
Resumo: Extrair informações relevantes a partir de dados não é uma tarefa fácil. Tais dados podem vir a partir de lotes ou em fluxos contínuos, podem ser completos ou possuir partes faltantes, podem ser duplicados, e também podem ser ruidosos. Ademais, existem diversos algoritmos que realizam tarefas de mineração de dados e, segundo o teorema do "Almoço Grátis", não existe apenas um algoritmo que venha a solucionar satisfatoriamente todos os possíveis problemas. Como um obstáculo final, algoritmos geralmente necessitam que hiper-parâmetros sejam definidos, o que não surpreendentemente demanda um mínimo de conhecimento sobre o domínio da aplicação para que tais parâmetros sejam corretamente definidos. Já que vários algoritmos tradicionais empregam estratégias de busca local gulosas, realizar um ajuste fino sobre estes hiper-parâmetros se torna uma etapa crucial a fim de obter modelos preditivos de qualidade superior. Por outro lado, Algoritmos de Estimativa de Distribuição realizam uma busca global, geralmente mais eficiente que realizar uma buscam exaustiva sobre todas as possíveis soluções para um determinado problema. Valendo-se de uma função de aptidão, algoritmos de estimativa de distribuição irão iterativamente procurar por melhores soluções durante seu processo evolutivo. Baseado nos benefícios que o emprego de algoritmos de estimativa de distribuição podem oferecer para as tarefas de agrupamento e indução de árvores de decisão, duas tarefas de mineração de dados consideradas NP-difícil e NP-difícil/completo respectivamente, este trabalho visa desenvolver novos algoritmos de estimativa de distribuição a fim de obter melhores resultados em relação a métodos tradicionais que empregam estratégias de busca local gulosas, e também sobre outros algoritmos evolutivos.
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Já que vários algoritmos tradicionais empregam estratégias de busca local gulosas, realizar um ajuste fino sobre estes hiper-parâmetros se torna uma etapa crucial a fim de obter modelos preditivos de qualidade superior. Por outro lado, Algoritmos de Estimativa de Distribuição realizam uma busca global, geralmente mais eficiente que realizar uma buscam exaustiva sobre todas as possíveis soluções para um determinado problema. Valendo-se de uma função de aptidão, algoritmos de estimativa de distribuição irão iterativamente procurar por melhores soluções durante seu processo evolutivo. Baseado nos benefícios que o emprego de algoritmos de estimativa de distribuição podem oferecer para as tarefas de agrupamento e indução de árvores de decisão, duas tarefas de mineração de dados consideradas NP-difícil e NP-difícil/completo respectivamente, este trabalho visa desenvolver novos algoritmos de estimativa de distribuição a fim de obter melhores resultados em relação a métodos tradicionais que empregam estratégias de busca local gulosas, e também sobre outros algoritmos evolutivos.Extracting meaningful information from data is not an easy task. Data can come in batches or through a continuous stream, and can be incomplete or complete, duplicated, or noisy. Moreover, there are several algorithms to perform data mining tasks, and the no-free lunch theorem states that there is not a single best algorithm for all problems. As a final obstacle, algorithms usually require hyperparameters to be set in order to operate, which not surprisingly often demand a minimum knowledge of the application domain to be fine-tuned. Since many traditional data mining algorithms employ a greedy local search strategy, fine-tuning is a crucial step towards achieving better predictive models. On the other hand, Estimation of Distribution Algorithms perform a global search, which often is more efficient than performing a wide search through the set of possible parameters. By using a quality function, estimation of distribution algorithms will iteratively seek better solutions throughout its evolutionary process. Based on the benefits that estimation of distribution algorithms may offer to clustering and decision tree-induction, two data mining tasks considered to be NP-hard and NPhard/ complete, respectively, this works aims at developing novel algorithms in order to obtain better results than traditional, greedy algorithms and baseline evolutionary approaches.Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-29T11:51:00Z No. of bitstreams: 1 DIS_HENRY_EMANUEL_LEAL_CAGNINI_COMPLETO.pdf: 3650909 bytes, checksum: 55d52061a10460875dba677a9812fe9c (MD5)Made available in DSpace on 2017-06-29T11:51:00Z (GMT). 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