• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권8호
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• pp.3606-3629
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• 2018

The discovered high potential utility itemsets (HPUIs) have significant influence on a variety of areas, such as retail marketing, web click analysis, and biological gene analysis. Thus, in this paper, we propose an algorithm called HPUIM-QGA (Mining high potential utility itemsets based on a quantum genetic algorithm) to mine HPUIs over uncertain datasets based on a quantum genetic algorithm (QGA). The proposed algorithm not only can handle the problem of the non-downward closure property by developing an upper bound of the potential utility (UBPU) (which prunes the unpromising itemsets in the early stage) but can also handle the problem of combinatorial explosion by introducing a QGA, which finds optimal solutions quickly and needs to set only very few parameters. Furthermore, a pruning strategy has been designed to avoid the meaningless and redundant itemsets that are generated in the evolution process of the QGA. As proof of the HPUIM-QGA, a substantial number of experiments are performed on the runtime, memory usage, analysis of the discovered itemsets and the convergence on real-life and synthetic datasets. The results show that our proposed algorithm is reasonable and acceptable for mining meaningful HPUIs from uncertain datasets.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제4권11호
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• pp.499-508
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• 2015

높은 유틸리티 항목집합 마이닝은 트랜잭션 데이터베이스에서 사용자가 지정한 최솟값 이상의 유틸리티를 갖는 항목집합들을 항목의 수량과 가중치값을 동시에 고려하여 찾아내는 것이다. 최근에 연구된 유틸리티-리스트 기반의 높은 유틸리티 항목집합 마이닝 알고리즘은 많은 후보 항목집합들을 피하기 위해 제안되었으며 비용이 높은 조인 연산을 수행한다. 본 논문은 유틸리티-리스트 구조에 항목집합의 트랜잭션 유틸리티와 공통 유틸리티 속성을 추가한 새로운 알고리즘을 제안한다. 이 새로운 알고리즘은 조인 연산의 수를 줄이고 탐색 공간을 효과적으로 가지치기한다. 생성 데이터와 실 환경 데이터상의 실험 결과를 통해 제안된 알고리즘이 다른 최근 알고리즘들에 비해 실행 시간 면에서 아주 우수하고, 특히 데이터가 조밀하거나 항목집합의 길이가 긴 경우에 더 효율적이라는 것을 보여준다.

• ETRI Journal
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• 제43권6호
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• pp.1024-1037
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• 2021

Mining high utility itemsets (HUIs) from transaction databases considers such factors as the unit profit and quantity of purchased items. Two-phase tree-based algorithms transform a database into compressed tree structures and generate candidate patterns through a recursive pattern-growth procedure. This procedure requires a lot of memory and time to construct conditional pattern trees. To address this issue, this study employs two compressed tree structures, namely, Utility Count Tree and String Utility Tree, to enumerate valid patterns and thus promote fast utility computation. Furthermore, the study presents an algorithm called single-phase utility computation (SPUC) that leverages these two tree structures to mine HUIs in a single phase by incorporating novel pruning strategies. Experiments conducted on both real and synthetic datasets demonstrate the superior performance of SPUC compared with IHUP, UP-Growth, and UP-Growth+algorithms.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제21권2호
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• pp.117-129
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• 2023

High-utility itemset mining (HIUM) has emerged as a key data-mining paradigm for object-of-interest identification and recommendation systems that serve as frequent itemset identification tools, product or service recommendation systems, etc. Recently, it has gained widespread attention owing to its increasing role in business intelligence, top-N recommendation, and other enterprise solutions. Despite the increasing significance and the inability to provide swift and more accurate predictions, most at-hand solutions, including frequent itemset mining, HUIM, and high average- and fast high-utility itemset mining, are limited to coping with real-time enterprise demands. Moreover, complex computations and high memory exhaustion limit their scalability as enterprise solutions. To address these limitations, this study proposes a model to extract high-utility frequent closed itemsets based on an improved cumulative summary list structure (CSLFC-HUIM) to reduce an optimal set of candidate items in the search space. Moreover, it employs the lift score as the minimum threshold, called the cumulative utility threshold, to prune the search space optimal set of itemsets in a nested-list structure that improves computational time, costs, and memory exhaustion. Simulations over different datasets revealed that the proposed CSLFC-HUIM model outperforms other existing methods, such as closed- and frequent closed-HUIM variants, in terms of execution time and memory consumption, making it suitable for different mined items and allied intelligence of business goals.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제20권2호
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• pp.103-112
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• 2022

The goal of pattern mining is to identify novel patterns in a database. High utility itemset mining (HUIM) is a research direction for pattern mining. This is different from frequent itemset mining (FIM), which additionally considers the quantity and profit of the commodity. Several algorithms have been used to mine high utility itemsets (HUIs). The original BPSO algorithm lacks local search capabilities in the subsequent stage, resulting in insufficient HUIs to be mined. Compared to the transfer function used in the original PSO algorithm, the V-shaped transfer function more sufficiently reflects the probability between the velocity and position change of the particles. Considering the influence of the acceleration factor on the particle motion mode and trajectory, a nonlinear acceleration strategy was used to enhance the search ability of the particles. Experiments show that the number of mined HUIs is 73% higher than that of the original BPSO algorithm, which indicates better performance of the proposed algorithm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.521-528
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• 2016

개인용 컴퓨터 및 각종 모바일 기기의 이용 증가로 인해 많은 분야에서 다양한 형태의 웹기반 서비스들이 널리 활용되고 있다. 이에 따라 해당 분야에서 개인 맞춤형 서비스를 지원하기 위한 사용자 이용 로그 분석 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 사용자 로그 데이터를 구성하는 구성요소의 중요성 차별화에 기반한 분석 기법들이 활발히 연구되었다. 본 논문에서는 웹 클릭 스트림에서 유용하게 적용될 수 있는 고유용 과거 정보 탐색 기법을 제시한다. 해당 기법을 통해 기존의 웹 클릭 스트림 분석 기법에서는 쉽게 탐색하지 못했던 정보인 타겟 마케팅 등에 유용하게 활용될 수 있는 중요 정보를 쉽게 탐색할 수 있다. 본 논문의 연구 결과는 IoT 환경 및 생물정보 분석 등과 같이 데이터 스트림 형태로 정보를 발생시키는 다양한 컴퓨터 응용 분야에도 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제22권1호
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• pp.44-55
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• 2024

High-utility itemset mining (HUIM) is a dominant technology that enables enterprises to make real-time decisions, including supply chain management, customer segmentation, and business analytics. However, classical support value-driven Apriori solutions are confined and unable to meet real-time enterprise demands, especially for large amounts of input data. This study introduces a groundbreaking model for top-N high utility itemset mining in real-time enterprise applications. Unlike traditional Apriori-based solutions, the proposed convolutional sequential embedding metrics-driven cosine-similarity-based multilayer perception learning model leverages global and contextual features, including semantic attributes, for enhanced top-N recommendations over sequential transactions. The MATLAB-based simulations of the model on diverse datasets, demonstrated an impressive precision (0.5632), mean absolute error (MAE) (0.7610), hit rate (HR)@K (0.5720), and normalized discounted cumulative gain (NDCG)@K (0.4268). The average MAE across different datasets and latent dimensions was 0.608. Additionally, the model achieved remarkable cumulative accuracy and precision of 97.94% and 97.04% in performance, respectively, surpassing existing state-of-the-art models. This affirms the robustness and effectiveness of the proposed model in real-time enterprise scenarios.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.67-74
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• 2015

최근, 아이템들의 가치를 고려한 빈발 아이템셋 마이닝 방법은 데이터 마이닝 분야에서 가장 중요한 이슈 중 하나로 활발히 연구되어왔다. 아이템들의 가치를 고려한 마이닝 기법들은 적용 방법에 따라 크게 가중화 빈발 아이템셋 마이닝, 트랜잭션 가중치 기반의 빈발 아이템셋 마이닝, 유틸리티 아이템셋 마이닝으로 구분된다. 본 논문에서는 트랜잭션 가중치 기반의 빈발 아이템셋 마이닝들에 대해 실증적인 분석을 수행한다. 일반적으로 트랜잭션 가중치 기반의 빈발 아이템셋 마이닝 기법들은 데이터베이스 내 아이템들의 가치를 고려함으로써 트랜잭션 가중치를 계산한다. 또한, 그 기법들은 계산된 각 트랜잭션의 가중치를 바탕으로 가중화 빈발 아이템셋들을 마이닝 한다. 트랜잭션 가중치는 트랜잭션 내에 높은 가치의 아이템이 많이 포함 될수록 높은 값으로 나타나기 때문에 우리는 각 트랜잭션의 가중치의 분석을 통해 그 가치를 파악할 수 있다. 우리는 트랜잭션 가중치 기반의 빈발 아이템셋 마이닝 기법 중에서 가장 유명한 알고리즘인 WIS와 WIT-FWIs, IT-FWIs-MODIFY, WIT-FWIs-DIFF의 장 단점을 분석하고 각각의 성능을 비교한다. WIS는 트랜잭션 가중치 기반의 빈발 아이템셋 마이닝의 개념과 그 기법이 처음 제안된 알고리즘이며, 전통적인 빈발 아이템셋 마이닝 기법인 Apriori를 기반으로 하고 있다. 또 다른 트랜잭션 가중치 기반의 빈발 아이템셋 마이닝 방법인 WIT-FWIs와 WIT-FWIs-MODIFY, WIT-FWIs-DIFF는 가중화된 빈발 아이템셋 마이닝을 더 효율적으로 수행하기 위해 격자구조(Lattice) 형태의 특별한 저장구조인 WIT-tree를 이용한다. WIT-tree의 각 노드에는 아이템셋 정보와 아이템셋이 포함된 트랜잭션의 ID들이 저장되며, 이 구조를 사용함으로써 아이템셋 마이닝 과정에서 발생되는 다수의 데이터베이스 스캔 과정이 감소된다. 특히, 전통적인 알고리즘들이 수많은 데이터베이스 스캔을 수행하는 반면에, 이 알고리즘들은 WIT-tree를 이용해 데이터베이스를 오직 한번만 읽음으로써 마이닝과정에서 발생 가능한 오버헤드 문제를 해결한다. 또한, 공통적으로 길이 N의 두 아이템셋을 이용해 길이 N+1의 새로운 아이템셋을 생성한다. 먼저, WIT-FWIs는 각 아이템셋이 동시에 발생되는 트랜잭션들의 정보를 활용하는 것이 특징이다. WIT-FWIs-MODIFY는 조합되는 아이템셋의 정보를 이용해 빈도수 계산에 필요한 연산을 줄인 알고리즘이다. WIT-FWIs-DIFF는 두 아이템셋 중 하나만 발생한 트랜잭션의 정보를 이용한다. 우리는 다양한 실험환경에서 각 알고리즘의 성능을 비교분석하기 위해 각 트랜잭션의 형태가 유사한 dense 데이터와 각 트랜잭션의 구성이 서로 다른 sparse 데이터를 이용해 마이닝 시간과 최대 메모리 사용량을 평가한다. 또한, 각 알고리즘의 안정성을 평가하기 위한 확장성 테스트를 수행한다. 결과적으로, dense 데이터에서는 WIT-FWIs와 WIT-FWIs-MODIFY가 다른 알고리즘들보다 좋은 성능을 보이고 sparse 데이터에서는 WIT-FWI-DIFF가 가장 좋은 효율성을 갖는다. WIS는 더 많은 연산을 수행하는 알고리즘을 기반으로 했기 때문에 평균적으로 가장 낮은 성능을 보인다.