Extração de forma compacta de regras fuzzy de uma rede Bayesiana

• Main Author: Hsien, Yin
• Other Authors: Hruschka Júnior, Estevam Rafael
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Data mining (Mineração de dados) - métodos estatísticos; Redes Bayesianas; Lógica nebulosa; Seleção de atributos; Inteligência artificial; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/453

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3324.pdf: 1850607 bytes, checksum: 92205ea8790a4197a10996b4ec47aa7d (MD5) Previous issue date: 2010-07-02 === Universidade Federal de Minas Gerais === The decision support tools are importants in many domains of our society. But there is a need to make users understand the decisions made by those tools in order to increase the faith of the users on the results. In the literature, Bayesian networks are considered as a probabilistic classification system with good performance. But it still need a better presentation of it results to make it more understandable to the users. In other hand, the fuzzy logic ofer potential to deal with imprecision and uncertainty, as well as a linguistic representation, which facilitates user's understanding. The combination of Bayesian networks and fuzzy logic is proposed by the method BayesFuzzy, which make use of fuzzy rules as a form of explanation of a Bayesian network, it aims to obtain a decision support tool with good performance and easy to be understood by users. So we are proposiing the method Pruned BayesFuzzy (PBF), it is a BayesFuzzy incorporated with minimum certainty degree, default rule and Rule Post-Pruning as a form to select the most important rules for classification between all the rules generated, it also simplifies those rules. The results of PBF show an improvement in understanding but a loss in correct classification rate. But the improvement in understanding is promising enough to further research and enhance of the PBF. Then beside PBF, we also propose the Pruned BayesFuzzy 2 (PBF2), which is PBF incorporated with a feature selection technique based on Markov Blanket. With the incorporation of this technique, it's possible to deal with situations that contains a large amount of variables inside of the Markov Blanket of the class variable. The results show a loss in correct classification rate, that is already expected when we try to simplify further more the Markov Blanket. However, the availability to be able to deal with big scale problems is something to be considered. === As ferramentas de apoio à decisão são importantes em diversos domínios da nossa sociedade. Porém há uma necessidade do usuário entender as decisões feitas por tais ferramentas para ter uma confiança maior sobre os resultados. Na literatura técnica, as redes Bayesianas são consideradas como um sistema probabilístico de classificação com bom desempenho em termos de precisão. Mas ainda necessitam de uma forma de apresentação mais compreensível para os usuários. Por outro lado, a lógica fuzzy oferece potencial para lidar com imprecisão e incerteza, assim como a representação linguística, o que facilita a compreensão dos usuários. A combinação das redes Bayesianas com a lógica fuzzy é proposta pelo método BayesFuzzy que utiliza regras fuzzy como explicação de uma rede Bayesiana, com o objetivo de obter uma ferramenta de apoio à decisão de bom desempenho e que seja fácil de ser compreendida pelos usuários. O BayesFuzzy, entretanto, apresenta limitações com relação ao número de regras geradas e isto torna seus resultados, muitas vezes, de difícil interpretação. Assim, neste trabalho de mestrado é proposto o método Pruned BayesFuzzy (PBF). O PBF tem como base o BayesFuzzy e incorpora algumas técnicas de minimização do número de regras para otimizar a compreensibilidade dos resultados gerados. Dentre as técnicas incorporadas estão o mínimo grau de certeza, a regra default e a poda Rule Post- Pruning como formas de selecionar dentre as regras geradas, as mais importantes para a classificação e ao mesmo tempo simplificando estas regras. Os resultados do PBF mostram que houve um ganho grande em relação à compreensibilidade, mas também uma perda na taxa de classificação correta. Porém o ganho de compreensibilidade é bastante promissor o que estimula a pesquisa e a seqüência dos trabalhos com o PBF. Além do PBF, este trabalho propõe também o Pruned BayesFuzzy 2 (PBF2) que é o PBF incorporando uma técnica de seleção de atributos baseado em Markov Blanket. Com a incorporação desta técnica, é possível lidar com situações que contém uma quantidade grande de variáveis dentro do Markov Blanket da variável classe. Os resultados mostram que houve perda na taxa de classificação correta, o que é de se esperar quando tentamos simplificar mais ainda o Markov Blanket. A viabilidade de poder resolver problemas reais de grande escala e com algumas características específicas é ainda algo a ser considerado.