云模型在文本挖掘應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、文本挖掘(Text Mining,簡(jiǎn)稱TM)是以文本信息作為挖掘?qū)ο?從中尋找信息的結(jié)構(gòu)、模型、模式等隱含的、具有潛在價(jià)值知識(shí)的過(guò)程。TM在信息檢索、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等等多個(gè)領(lǐng)域均有所涉及。由于文本是信息存儲(chǔ)的最主要途徑,因此TM的重要性也日益凸顯。
　　 在目前TM的研究中,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘方法依然占據(jù)著主導(dǎo)地位。然而隨著TM技術(shù)研究的進(jìn)一步深入,將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘方法應(yīng)用于TM面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。例如文本對(duì)象的高維稀疏

2、性、算法復(fù)雜度過(guò)高及需要先驗(yàn)知識(shí)等等問(wèn)題,已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了TM技術(shù)的推廣應(yīng)用。
　　 TM面臨的這些難題歸根到底都是由于自然語(yǔ)言的不確定性造成的。自然語(yǔ)言中(尤其是文本語(yǔ)言)的不確定性,本質(zhì)上來(lái)源于人腦思維的不確定性。這種不確定性使得人們具有更為豐富的理解空間與更為深入的認(rèn)知能力,然而隨之而來(lái)也形成了TM的眾多難題。因此,若能從降低自然語(yǔ)言的復(fù)雜性入手,在充分利用現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上勇于創(chuàng)新,探索出適用于TM的不確定性人工智能處理方法

3、,將會(huì)大大促進(jìn)TM技術(shù)的快速發(fā)展。
　　 借助不確定性知識(shí)研究的重要工具——云模型在定性概念與定量數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換作用,作者將云理論引入TM關(guān)鍵問(wèn)題研究當(dāng)中。用以拋磚引玉,為TM技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供一種新的思路與解決方法。本文的主要內(nèi)容如下:
　　 ①云模型在TM中的理論擴(kuò)充。
　　 對(duì)文本知識(shí)表示以及相應(yīng)模型的物理空間轉(zhuǎn)換方法、文本概念的相似性度量進(jìn)行了研究,為云模型的引入打好理論基礎(chǔ)。包含以下三個(gè)方面內(nèi)容:

4、>　　 1)基于VSM的文本信息表。將知識(shí)表示中信息表的概念引入文本表示,在VSM模型基礎(chǔ)上將文本系統(tǒng)用文本信息表來(lái)進(jìn)行知識(shí)表示。
　　 2)基于云模型的文本信息表轉(zhuǎn)換。文本間的不確定性關(guān)系可以通過(guò)云模型進(jìn)行概念表示,但前提是各屬性的取值須處于相同的論域內(nèi)。也就是說(shuō)文本在不同屬性上的值都有必須具有同一物理含義。未處理的文本信息表屬性含義不統(tǒng)一并且取值也差異較大。因此,在利用云模型進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘前,必須將文本信息表進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在概率

5、統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,本文提出一種新的文本信息表轉(zhuǎn)換方法。通過(guò)該方法,文本信息表由不同屬性空間轉(zhuǎn)換成同一物理空間中,體現(xiàn)了屬性取值的概率分布。
　　 3)基于云相似度的文本云相似度量。目前TM中一般使用余弦相似度來(lái)衡量文檔之間的相關(guān)性,但目前無(wú)論哪一種相似度度量方法均是以基于對(duì)象屬性之間的嚴(yán)格匹配進(jìn)行計(jì)算,而對(duì)文本對(duì)象的整體性考慮不足。結(jié)合TM中文本對(duì)象的整體性質(zhì)與個(gè)體特點(diǎn)考慮,本文提出了基于云向量數(shù)字特征的云相似度。用云向量的數(shù)字

6、特征來(lái)對(duì)文本進(jìn)行整體刻畫(huà),文本間的相似即可轉(zhuǎn)換為云向量之間的相似進(jìn)行度量。此相似度不僅能快速提高挖掘性能,找出對(duì)象間的共性特點(diǎn),而且能充分考慮到屬性值的隨機(jī)性與模糊性。
　　 ②基于云模型的文本特征自動(dòng)提取算法。
　　 特征選擇是文本特征降維的一種有效方法?，F(xiàn)有選擇尺度的確定均通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到,即基于經(jīng)驗(yàn)的方法。在綜合考慮文本特征整體與局部分布基礎(chǔ)上,提出了一種高性能的文本特征自動(dòng)提取算法。算法應(yīng)用云隸屬度對(duì)特征分布進(jìn)行

7、修正,在不需任何先驗(yàn)知識(shí)的條件下通過(guò)云隸屬度大小來(lái)對(duì)特征權(quán)值進(jìn)行刻畫(huà)并完成特征的選擇,充分體現(xiàn)了特征的概率分布特點(diǎn)。通過(guò)橫向?qū)嶒?yàn)對(duì)比與結(jié)果分析,顯示出該特征集不僅特征個(gè)數(shù)較少,而且分類精度較高,在性能上領(lǐng)先于主要的一些特征選擇方法。
　　 ③基于云概念躍升的文本分類算法。
　　 云模型對(duì)定性知識(shí)表示、定性定量知識(shí)轉(zhuǎn)換具有較好的處理能力。在此基礎(chǔ)上,利用云模型中的概念抽取方法來(lái)進(jìn)行文本分類應(yīng)用。在將文本集轉(zhuǎn)換為基于vSM模

8、型的文本知識(shí)表的基礎(chǔ)上,對(duì)訓(xùn)練集中相同類別文檔的定性概念進(jìn)行躍升。根據(jù)測(cè)試文本與各類別定性概念之間云相似度的大小決定測(cè)試文本所屬類別。通過(guò)在不同特征提取方法下與不同分類器的性能對(duì)比,證明該算法不僅具有較強(qiáng)的特征適應(yīng)能力,在分類性能上也優(yōu)于主流的分類器。
　　 ④基于云相似度量的快速無(wú)監(jiān)督文本聚類。
　　 針對(duì)目前文本聚類算法存在的問(wèn)題,提出了一種基于云相似度量的快速無(wú)監(jiān)督文本聚類算法。該算法以特征自動(dòng)提取算法為基礎(chǔ),在k