An incremental gaussian mixture network for data stream classification in non-stationary environments

• Autor(a) principal: Diaz, Jorge Cristhian Chamby
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/174484
• topic: Banco : Dados; Algoritmos; Incremental learning; Gaussian mixture models; Concept drift; Data streams classification

Classificação de fluxos contínuos de dados possui muitos desafios para a comunidade de mineração de dados quando o ambiente não é estacionário. Um dos maiores desafios para a aprendizagem em fluxos contínuos de dados está relacionado com a adaptação às mudanças de conceito, as quais ocorrem como resultado da evolução dos dados ao longo do tempo. Duas formas principais de desenvolver abordagens adaptativas são os métodos baseados em conjunto de classificadores e os algoritmos incrementais. Métodos baseados em conjunto de classificadores desempenham um papel importante devido à sua modularidade, o que proporciona uma maneira natural de se adaptar a mudanças de conceito. Os algoritmos incrementais são mais rápidos e possuem uma melhor capacidade anti-ruído do que os conjuntos de classificadores, mas têm mais restrições sobre os fluxos de dados. Assim, é um desafio combinar a flexibilidade e a adaptação de um conjunto de classificadores na presença de mudança de conceito, com a simplicidade de uso encontrada em um único classificador com aprendizado incremental. Com essa motivação, nesta dissertação, propomos um algoritmo incremental, online e probabilístico para a classificação em problemas que envolvem mudança de conceito. O algoritmo é chamado IGMN-NSE e é uma adaptação do algoritmo IGMN. As duas principais contribuições da IGMN-NSE em relação à IGMN são: melhoria de poder preditivo para tarefas de classificação e a adaptação para alcançar um bom desempenho em cenários não estacionários. Estudos extensivos em bases de dados sintéticas e do mundo real demonstram que o algoritmo proposto pode rastrear os ambientes em mudança de forma muito próxima, independentemente do tipo de mudança de conceito.