基于模型空間的樹形數(shù)據(jù)分類和回歸.pdf

1、作為一種重要的結(jié)構(gòu)形數(shù)據(jù)，樹被廣泛應(yīng)用在生物學(xué)、化學(xué)分子學(xué)、文本處理等多個(gè)領(lǐng)域。樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不僅包括多個(gè)結(jié)點(diǎn)的屬性信息，也包括了結(jié)點(diǎn)間的連接結(jié)構(gòu)信息，然而傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)樹形數(shù)據(jù)的處理方法比較單一。目前常用處理樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的方法是基于子樹的核方法，它的思想是如果樹之間的公共結(jié)構(gòu)越多，樹就越相似。模型空間的思想是在學(xué)習(xí)算法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間加上一個(gè)抽象的模型層，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)概括為模型，利用模型來代替原有的數(shù)據(jù)，然后使用傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)算法直接作用于該

2、模型數(shù)據(jù)，從而完成對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理，簡(jiǎn)而言之就是用模型來逼近數(shù)據(jù)。針對(duì)樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)問題，本文使用樹形回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)對(duì)樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，得到固定維數(shù)的空間模型，從而將復(fù)雜的樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模型空間中的點(diǎn)?；谀Ｐ涂臻g的思想，通過模型空間中點(diǎn)的距離來度量樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)之間的相似度，并將模型與核方法結(jié)合來提高分類器的判別能力。
　　本文圍繞樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，主要工作包括:
　　(1)本文在回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，使用了樹

3、形回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型。該模型將樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)看作是一個(gè)多分枝、有限的序列數(shù)據(jù)，通過求出每個(gè)結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量，再使用兩種狀態(tài)映射函數(shù)（基于根結(jié)點(diǎn)和基于結(jié)點(diǎn)平均）來表示樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的模型。
　　(2)提出基于模型空間的分類與回歸方法，對(duì)使用樹形回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)得到的模型數(shù)據(jù)應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行分類和回歸，從而完成對(duì)樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的分類和回歸。
　　(3)在三個(gè)現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)集上對(duì)所提出的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，并與現(xiàn)有的方法進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本