T E L KO M NIK A In d o n e s i a n  J o u r n a l o f   E le c t r ic a E n g in e e r in g V o l . 1 2 , No .  9 S e p te m b e r  2 0 1 4 , p p . 6 9 0 9 ~ 6 9 2 0 DO I: 1 0 . 1 1 5 9 1 /t e l k o m n i k a .v 1 2 i 9 . 5 9 5 8 6 9 0 9 Re c e i v e d M a r c h   1 2 2 0 1 4 Re v i s e d J u n e  2 7 , 2 0 1 4 ; A c c e p te d J u l y  1 5 , 2 0 1 4 Im p r o v e d  S P RI NT   A l g o r it h m   a n d  it A p p lica t i o n  in   t h e P h y sical D at A n al y sis Y a z h i Din g 1 , Z h ig a o  Z h e n g 2 , Ro n g  M a 1 * 1 I n s t i t u t e   o f   P h y s i c a l   Ed u c a t i o n ,   X i n j i a n g   N o r m a l   U n i v e rs i t y ,   U ru m q i X i n j i a n g   8 3 0 0 5 4 ,   C h i n a 2 Sc h o o l   o f   So f t w a re   a n d   M i c ro e l e c t ro n i c s ,   Pe k i n g   U n i v e rs i t y ,   Be i j i n g   1 0 2 6 0 0 ,   C h i n a * C o rre s p o n d i n g   a u t h o r, e - m a i l : x j _ m r@ h o t m a i l . c o m   ( R .   M ) Ab s t r a c t I n   o rd e t o   d e t e rm i n e   t h e   h u m a n   p h y s i c a l   c o n d i t i o n   a c c o r d i n g   t o   t h e   c o n v e n t i o n a l   t e s t e d   d a t a q u i c k l y   a n d   a c c u ra t e l y ,   i n   t h i s   p a p e w e   p ro p o s e d   a   t re n d   s e l e c t i o n   b a s e d   s c a l a b l e   p a ra l l e l i z a b l e   i n d u c t i o n o f   d e c i s i o n   t re e s   a l g o r i t h m   ( T EST SPR I N T ) ,   b a s e d   o n   t h e c o n c e p t   o f   p u re   i n t e r v a l   a n d   t re n d   s e l e c t i o n m e t h o d . B a s e d   o n   t h e   b a s i c   t e s t   d a t a   s u c h   a s   h e i g h t ,   w e i g h t   a n d   g ri p   s t r e n g t h ,   w e   c a n   c re a t e   a   h u m a n p h y s i c a l   c o n d i t i o n   d e c i s i o n   t r e e   q u i c k l y ; a c c o rd i n g   t o   t h e   d e c i s i o n   t re e   w e   c a n   d e t e rm i n e   h u m a n   p h y s i c a l h e a l t h   s t a t u s   q u i c k l y .   T h e o re t i c   a n a l y s i s   a n d   e x p e ri m e n t a l   d e m o n s t r a t i o n s   s h o w   t h a t   t h e   a l g o r i t h m s   t h i s p a p e p r o p o s e d   o u t p e rf o rm s   e x i s t i n g   a l g o ri t h m s   i n   t i m e   a n d   s p a c e   c o m p l e x i t y ,   a n d   i t   w a s p ro v e d   f ru i t f u l a p p l i c a t i o n s   i n   t h e   d e c i s i o n   h u m a n   p h y s i c a l   h e a l t h   s t a t u s   w i t h   h i g h   a c c u r a c y . K e y w o r d s : SPR I N T   a l g o r i t h m , g i n i   i n d e x , p h y s i c a l   d a t a , d a t a   m i n i n g C o p y r i g h t © 2 0 1 4 I n s ti tu t e   o f   A d v a n c e d   En g i n e e r i n g   a n d   Sc i e n c e .   A l l   r i g h t s   r e s e r v e d . 1 . In t r o d u c t io n P h y s i c a l   d a ta   a n a l y s i s   i s   p r o v i d i n g   a   v i ta l   b a s i s   i n   a s p e c ts   l i k e   d e v e l o p i n g   n a ti o n a l p h y s i c a l   e x e r c i s e   a n d   i m p r o v i n g   p h y s i c a l   e d u c a t i o n I t   h a s   d e c i d e d   th a i t’ s   n e c e s s a r y   f o r   u s   to o f f e r   d e c i s i o n - m a k i n g   s u p p o r f o r   o th e r   d e c i s i o n - r e l a t e d w o r k   i n   a n a l y z i n g   h u m a n   p h y s i c a l   d a t a . In   th e   p a s f e w   y e a r s th e   s tu d y   i n   h u m a n   p h y s i c a l   d a ta   a n a l y s i s   i s   f o c u s e d   o n   th e   te s m e th o d o f   p h y s i c a l   d a ta   a c q u i s i ti o n   a n d   i n s tr u m e n te s t,  b u s ta y s   g e n e r a l   i n   a n a l y s i s   a n d   s ta ti s ti c a l   i n c o m p a r i n g   a n d   v e r i f y i n g c o r r e l a ti o n   f o r   a n a l y z i n g   a n d   p r o c e s s i n g   o n   te s d a ta M o r e o v e r a   l a c k o f   a   d e e p e r   d i g g i n g   i n to   d a ta   m i n i n g   r e s e a r c h   a n d   d e c i s i o n - m a k i n g   a n a l y s i s   o n   th e   e n o r m o u s r a w   d a ta   c o l l e c te d   i n   p h y s i c a l   s c i e n c e   s tu d y   i s   m a k i n g   th e   d e e p   i m p l i c i c o n t e n t   h i d d e n   i n   t e s t d a ta   m o r e   a n d   m o r e   u n d i s c o v e r a b l e .   T h o u g h   s ta ti s t i c s   h a s   a c h i e v e d   g r e a o b v i o u s a c c o m p l i s h m e n ts   i n   p h y s i c a l   s c i e n c e   r e s e a r c h i h a s   r e v e a l e d   a   l o o f   l i m i ta ti o n   o n   i ts e l f   i n   th e p r o c e s s   o a p p l i c a ti o n   d a t a   a n a l y s i s   wh i c h   l e a d s   to   th e   d i s s a ti s f a c ti o n   i n   s o l v i n g   a n d   a n a l y z i n g l a r g e   q u a n ti t i e s   o f   r e a l i s t i c   te s d a ta W i th   th e   e m e r g e n c e   o f   d a ta   m i n i n g   te c h n i q u e a   s c i e n t i f i c m e th o d   o f   r e tr i e v i n g   u s e f u l   h i d d e n   i n f o r m a ti o n   b e t w e e n   d a ta   i n   e n o r m o u s   d a ta   s e i s   d i s c o v e r e d [1 ].  S o   f a r th e   te s o n   th e   i n d e x   o f j u d g i n g   h u m a n   p h y s i c a l   s i tu a ti o n   i n tu i ti v e l y   i s   r e l a t i v e l y c o m p l e x l e a l o n e   th e   h i g h   r e q u i r e m e n o n   t e s m e th o d th e n   a   n e m e th o d   i s   e x p e c te d   t h a we c o u l d   e s t i m a te   th e   p h y s i c a l   s ta te   o f   s u b j e c s i m p l y   j u s b a s e d   o n   s o m e   s i m p l e   te s d a ta   i n   th e a c tu a l   n o r m a l   p h y s i c a l   s ta t e   j u d g m e n t.  A s   a   r e s u l t,  th i s   n e w   m e th o d   h a s   b e c o m e   a n   i m p o r ta n t to p i c   i n   p h y s i c a l   d a ta   a n a l y s i s   r e c e n t l y .   T h e   d e c i s i o n - m a k i n g   a n a l y s i s   h a s   m a d e   a   m a j o r b r e a k th r o u g h   to   t h i s   i s s u e .   B a s e d   o n   th e   d e c i s i o n - m a k i n g   m e th o d a   d e c i s i o n - m a k i n g   t r e e   i s b u i l to   d i r e c tl y   d e te r m i n e   th e   h u m a n   p h y s i c a l   d a ta   i n d e x   b a s e d   o n   s o m e   s i m p l e   p h y s i c a l   i n d e x l i k e   h e i g h t,  we i g h a n d   s o   o n f o l l o w e d   b y   th e   v e r i f i c a t i o n   f o r   th e   tr e e s   a c c u r a c y   wi th   t h e   u s e   o f p a r ti a l   t e s d a t a W i th   th e   a c c u r a te   tr e e s o m e   s i m p l e m e a s u r e m e n i n d e x e s   a r e   a b l e   to   r a p i d l y d e c i d e  th e  h u m a n  p h y s i c a l   c o n s ti tu t i o n  s ta tu s . Y u   D a i f e n g   [ 2 a n d   h i s   f e l l o w s   to o k   th e   s tu d y   b a s e d   o n   th e   g r i p   s tr e n g t h   a n d   m u s c l e s tr e n g th   te s d a ta   f o r   e x a m p l e   a n d   a p p l i e d   th e   a l g o r i th m   ID3   to   th e   m u s c l e   s tr e n g th   d a t a a n a l y s i s   wh i c h   a c h i e v e d   a   g o o d   e f f e c i n   th e   s ta n d - a l o n e   e n v i r o n m e n t.  B u th e r e   e x i s ts   th e f o l l o wi n g   s h o r ta g e s   w h i c h   r e m a i n s   m u c h   to   b e   d o n e   i n   e n o r m o u s   d a ta   a n a l y s i s   a n d   c o n t i n u o u s d a ta   a n a l y s i s  [3 ]. 1 ) F o c u s e d   o n   th e   s e l e c t i o n   o f   f e a tu r e s p r e f e r   f e a tu r e s   wi th   m o r e   c h a r a c te r i s ti c   v a l u e . B u t m o r e  v a l u e  d o e s  n o t  n e c e s s a r i l y   o p t i m a l , s o  i i s  n o t r e a s o n a b l e . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 0 9 6 9 2 0 6 9 1 0 2 ) S e n s i ti v e   to   n o i s e   a n d   d i f f i c u l to   c o n tr o l   th e   r a ti o   b e twe e n   p o s i t i v e   a n d   n e g a t i v e e x a m p l e s . F i g u r e   1 . I n f l u e n c e   o f  No i s e  Da ta  f o r  De c i s i o n A n a l y s i s 3 ) It  i s   p o o r   to   l e a r n   s i m p l e   l o g i c a l   e x p r e s s i o n   a n d   ID3   d e c i s i o n   tr e e   wi l l   c h a n g e   w h e n th e  tr a i n i n g  s e t i n c r e a s e s . B e c a u s e   p h y s i c a l   s t a te   m o n i t o r i n g   d a ta l i k e   g r i p   s tr e n g t h b l o o d   p r e s s u r e   a n d   B W H, a r e   c o n ti n u o u s   d a ta t h e   d a ta   i n   n a t i o n a l   d a ta   a n a l y s i s   i s   m a s s i v e B a s e d   o n   th e s e d i s a d v a n ta g e s   o f   ID 3   a l g o r i th m   a n d   a d v a n ta g e s   o f   S P RINT   a l g o r i t h m   i n   d e a l i n g   w i th   m a s s i v e d a ta   a n a l y s i s th i s   p a p e r   p r o p o s e d   tr e n d   s e l e c ti o n   b a s e d   s c a l a b l e   p a r a l l e l i z a b l e   i n d u c ti o n   o f d e c i s i o n   tr e e s   a l g o r i th m T E S T S P R INT i n   s h o r t,  to   s o l v e   th e s e   s h o r t a g e s   a b o v e .   T h e o r e ti c a l l y a n d   p r a c ti c a l l y , t h e  T E S T S P RINT  a l g o r i t h m  p r o p o s e d   h e r e  h a s  th e  f o l l o wi n g  a d v a n ta g e s : 1 ) K e p t   th e   a b i l i t y   to   s u p p o r m u l ti - CP f e a tu r e   i n   S P RI NT   w i th   l o w   t i m e   a n d   s p a c e c o m p l e x i t y  i n  d e a l i n g   w i th   m a s s i v e d a ta ; 2 ) In tr o d u c e d   t h e   c o n c e p t   o f   tr e n d   s e l e c ti o n G r e a tl y   d e c r e a s e d   th e   c o m p u ta ti o n c o m p l e x i t y   a n d   o n l i n e   c o m p u ta t i o n   e x p e n s e   th r o u g h   p r u n i n g   o n   a t tr i b u te s   i n   c o n ti n u o u s   r a n g e b y   p r e p r o c e s s i n g  b a s e d  o n  tr e n d  s e l e c ti o n  t h e o r y . 3 ) S ta y e d   l o w   ti m e   a n d   s p a c e   e x p e n s e   w h i l e   r e m a i n i n g   h i g h   a c c u r a c y   o f   p h y s i c a l   d a ta a n a l y s i s . T h i s   p a p e r   h a s   e s ta b l i s h e d   a   s o l i d   t h e o r e ti c a l   f o u n d a t i o n   f o r   d i s c u s s i n g   h u m a n   p h y s i c a l s i tu a t i o n   b y   a p p l y i n g   d e c i s i o n - m a k i n g   te c h n i q u e   i n to   h u m a n   p h y s i c a l   s ta t e   a n a l y s i s   b a s e d   o n f o r m e r   d a ta   g a t h e r i n g T h e   s e c o n d   s e c ti o n   f i r s tl y   i n t r o d u c e d   th e   r e l a te d   wo r k   i n   a s p e c ts   l i k e h u m a n   p h y s i c a l   d a ta   a n a l y s i s   a n d   S P RI NT   a l g o r i th m T h e   th i r d   p a r t   h a s   a   s i m p l e   d e s c r i p t i o n   o f th e   p r i n c i p l e s   a n d   d e c i s i o n - m a k i n g   m e th o d   i n   S P RINT   a l g o r i th m T h e   f o u r th   p r o p o s e d T E S T S P RINT   a l g o r i th m   b a s e d   o n   tr e n d   s e l e c ti o n T h e   f i f th   d e s i g n e d   a n   e x p e r i m e n a c c o r d i n g l y to   o b ta i n   t h e   p h y s i c a l   q u a l i t y   s ta n d a r d   b y   r a p i d l y   m a k i n g   d e c i s i o n   a n a l y s i s   o n   s o m e   b a s i c   d a ta l i k e   h e i g h t,  we i g h t,   g r i p   s tr e n g t h s te p   i n d e x   a n d   s o   o n T h e n   t h e   a c c u r a c y   o f   d e c i s i o n   a n a l y s i s c a n   b e   m e a s u r e d   b y   te s ti n g   B M v a l u e F i n a l l y   s u m m a r y   o f   th i s   p a p e r   a n d   p r o s p e c ts   o f   f u tu r e wo r k  a r e   m a d e . 2 . Re l a t e d W o r k 2 .1 . P h y s ic a l Da t a   A n a l y s is W i th   th e   d e v e l o p m e n o f   c o m p u te r   te c h n i q u e   a n d   d e e p - g o i n g   o f   d a ta   m i n i n g   te c h n i q u e , d i f f e r e n s c h o l a r s   h a v e   a d o p te d   v a r i o u s   d a t a   m i n i n g   m e th o d   to   p r o c e s s   p h y s i c a l   s ta tu s   r e l a t e d d a ta L i   [4 a n d   h i s   f e l l o w s   a n a l y z e d   th e   f e a s i b i l i t y   o f   d a ta   m i n i n g   a n d   d a t a w a r e h o u s e   te c h n i q u e i n   a n a l y z i n g   h i g h   s c h o o l   p h y s i c a l   d a t a   f r o m   th e   p e r s p e c ti v e   o f   d e c i s i o n - m a k i n g   s u p p o r f r o m d a ta   wa r e h o u s e S a n g   [ 5 a n d   h i s   f e l l o w s   a p p l i e d   d a t a   m i n i n g   a n d   l o g i c a l   o r g a n o n   i n r e s e a r c h i n g   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   d i f f e r e n m a n a g e m e n b e h a v i o r s   o f   i n s tr u c to r s   i n   S p o r ts Co l l e g e   a n d   m a n a g e m e n e f f e c o n   s tu d e n ts   a n d   c o n c l u d e d   th a t   d y n a m i c a l l y   b a l a n c e d m a n a g e m e n b e h a v i o r s   c o u l d   i m p r o v e   t h e   f i n a l   e f f e c o f   m a n a g e m e n wo r k M a o   [ 6 a n d   h i s f e l l o w s   c o m b i n e d   n e u tr a l   n e t w o r k   d a ta   m i n i n g   a n d   b i o c h e m i s tr y   i n d e x   a n d   a n a l y z e d   th e c h a r a c te r i s ti c s   o f   n e u tr a l   n e t w o r k   s e l f - l e a r n i n g   t o   p r e d i c s p o r ts   g r a d e s M a o   [7 a n d   h i s   f e l l o w s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Im p r o v e d  S P RINT   A l g o r i th m  a n d  i ts   A p p l i c a ti o n   i n  t h e   P h y s i c a l   Da t a  A n a l y s i s ( Y a z h i  Di n g ) 6 9 1 1 c o m b i n e d  g r a y  A RT  a g g r e g a ti o n  a n a l y s i s  m e th o d  t h e o r y   a n d  b i o c h e m i s tr y  i n d e x  d a ta  t o  a n a l y z e a n d   p r e d i c s p o r ts   g r a d e s T h e   r e s e a r c h   p r o v i d e d   a   b a s e   f o r   th e   q u a n ti z a t i o n   o f   th e   a n a l y s i s , e x p l a n a t i o n   a n d   p r e d i c ti o n   o n   a t h l e ti c s   s ta m i n a i m p r o v e d   th e   s c i e n t i f i c a l l y   a n d   i n te l l e c tu a l i t y   i n tr a i n i n g   r e s e r v e d   a t h l e te s   b y   c o a c h   w h i l e   o f f e r i n g   a   s c i e n ti f i c   b a s i s   to   a d o p d i f f e r e n s c i e n ti f i c tr a i n i n g   p r o g r a m   s c h e m a   a c c o r d i n g   to   d i f f e r e n a th l e t i c s   s ta tu s   o f   e v e r y   a th l e te Z h a o   [8 a n d   h i s f e l l o w s   p u t   th e   m o d e l   i n t o   a n a l y s i s   a n d   a s s e s s m e n o f   ta c ti c s   i n   s p o r ts   c o m p e ti t i o n r e s u l t i n g   i n th e   s u c c e s s f u l   p r e d i c ti o n   o n   th e   k e y   f a c to r s   i n   wi n n i n g   th e c o m p e ti t i o n Z h e n   [ 9 a n d   h i s   f e l l o w s p r o p o s e d   a   g a s tr i c   c a n c e r   c l i n i c a l   m e d i c a l   i n f o r m a ti o n   a n a l y s i s   a p p l i c a ti o n   r e s e a r c h   m o d e l b a s e d   o n   d e c i s i o n - m a k i n g   tr e e u ti l i z e d   t h e   S P RINT   a l g o r i t h m   a n d   c o n s tr u c te d   a   d a n g e r o u s f a c to r   a n a l y s i s   m o d e l   o f   g a s tr i c   c a n c e r   p o s to p e r a ti v e   r e c u r r e n c e   [1 0 ].  It  r e v e a l e d   th e   c h i e f d a n g e r o u s   f a c to r   o f   g a s tr i c   c a n c e r   p o s to p e r a ti v e   r e c u r r e n c e   th r o u g h   a n a l y z i n g   t h e   m o d e l   a n d l o o k i n g  f o r  th e  r e l a ti o n s h i p   b e t w e e n  c l i n i c a l   d i a g n o s i s   a n d   p r o g n o s ti c . 2 .2 . S P RINT A lg o r it h m F o r   th e   p u r p o s e   o f   o v e r c o m i n g   th e   d i s a d v a n ta g e s   o f   S P RINT   a l g o r i t h m   [1 1 ],  d i ff e r e n t s c h o l a r s   l i s te d   a   s e r i e s   o f   S P RINT   v a r i a n ts   f r o m   v a r i o u s   p e r s p e c ti v e s   wh i c h   a c h i e v e d   w o n d e r f u l e f f e c ts . L i u  [1 2 a n d  h i s  f e l l o w s  p r o p o s e d  a  n u m e r i c  a t tr i b u t e s  p r o c e s s i n g  m e th o d  b a s e d   o n p u r e i n te r v a l   r e d u c ti o n   t o   i m p r o v e   S P RINT T h i s   m e th o d   d i v i d e s   t h e   r a n g e   i n to   m u l ti p l e   s e g m e n ts   b y u s i n g   e q u a l - w i d th   h i s to g r a m ,   r e d u c e s   b e t w e e n   p u r e   i n te r v a l s   a n d   c a l c u l a te s   p r e c i s e l y   b e t we e n n o n - p u r e   i n te r v a l s   to   g u a r a n te e   s p l i tti n g   a c c u r a c y   a n d   d e c r e a s e c a l c u l a ti o n   a m o u n t.  W [1 3 ] a n d   h i s   f e l l o w s   a d o p t e d   s i m i l a r   m e th o d   wi th   L i u   [1 2 ]   wh i c h   g o a   g o o d   r e s u l b y   a p p l y i n g   th e i m p r o v e d  a l g o r i th m  i n to   g r a d u a t i o n  d e s i g n   p r o c e s s  m a n a g e m e n t s y s te m . X u  [1 4 a n d   h i s  f e l l o w s s u g g e s te d   a   m e th o d   t o   f i n d   th e   o p ti m a l   b r e a k   p o i n r a p i d l y   t o   o v e r c o m e   th e   l a r g e   c a l c u l a ti o n a m o u n s h o r ta g e   i n   S P R I NT   a c c o r d i n g l y T h i s   m e th o d   u s e d   a   s e o f   s tr a te g i e s   l i k e   i n te r v a l a s s e s s m e n t,  f i l te r i n g   a n d   l o c a l i t y   s e a r c h   t o   s h r i n k   th e   s e a r c h   s p a c e   o f   S P RI NT   a l g o r i t h m d r a s ti c a l l y P e n g   [ 1 5 ]   a n d   h i s   f e l l o w s   i m p r o v e d   t h e   m e th o d   o f   f i n d i n g   th e   o p t i m a l   b r e a k   p o i n i n c o n ti n u o u s   r a n g e   to   s o l v e   t h e   l a r g e   c a l c u l a t i o n   a m o u n i n   d o i n g   th i s   b y   S P RINT   a l g o r i th m T h e i m p r o v e d   o n e   d e c r e a s e d   th e   q u a n ti t y   o f   c a n d i d a te   s p l i t ti n g   p o i n t,  s o   th e   c a l c u l a t i o n   a m o u n a n d ti m e   g o r e d u c e d Y u   [ 1 6 a n d   h i s   f e l l o w s   i n tr o d u c e d   a   d y n a m i c   d a ta   s tr u c tu r e   a n d   a p p l i e d   th e S P R INT   a l g o r i t h m   i n   d i s tr i b u te d   e n v i r o n m e n t,  f i n a l l y   d e c r e a s e d   th e   s to r a g e   s p a c e   f o r   a ttr i b u t e l i s t a n d  t h e  t i m e  c o n s u m e d   b y  s p l i t ti n g  b r e a k  p o i n t. 3 . S P RINT A lg o r it h m 3 .1 . B a s i c I d e a  o f  S P RINT A lg o r it h m T h e   b a s i c   s tr a te g y   o f   c o n s tr u c ti n g   d e c i s i o n - m a k i n g   tr e e   i s   t o   a d o p t   g r e e d y   m e th o d   b y to p - d o wn   r e c u r s i o n   a n d   d i v i d e - a n d - c o n q u e r   m e th o d T h e   c o n s tr u c ti o n   o f   a   d e c i s i o n - m a k i n g   tr e e c o n s i s ts  o f  c r e a ti o n  s ta g e  a n d  p r u n i n g  s ta g e . T h e  a l g o r i th m  to  c o n s tr u c t th e  tr e e   i s  a s  f o l l o w s : F i g u r e   2 . D e c i s i o n  T r e e  B u i l d i n g   A l g o r i t h m In   th e   a l g o r i t h m   a b o v e s e t T , 1 T , 2 T e a c h   r e p r e s e n ts   a   n o d e   i n   th e   tr e e a m o n g   t h e m 1 T , 2 T a r e   t w o   c h i l d   n o d e   o f T T h e   f i n a l   c o n s tr u c te d tr e e   a   b i n a r y   tr e e .   S P RINT   p r u n i n g a d o p te d  m i n i m u m  d e s c r i p ti o n  l e n g th  p r i n c i p l e  [1 7 ]. A l g o r it h m  1 : d e c is io n - m a k in g  t r e e   c o n s t r u c t io n  a lg o r it h m In p u t : tr a i n e d  s a m p l e  s e t T O u t p u t : d e c i s i o n - m a k i n g  tr e e S te p  1 i f T s a ti s f i e s  th e   e x te n s i o n  c o n d i ti o n , t h e n  r e tu r n s ; S te p   2 f o r   e v e r y   a t tr i b u te i A f i n d i A s   v a l u e   o r   v a l u e   s e t i V i wi l l   g e n e r a te   a n o p ti m a l  s p l i tt i n g  p o i n t f o r  te s t a ttr i b u te i A ; S te p   3 :   c o m p a r e   e v e r y   o p ti m a l   s p l i tti n g   p o i n o f   th e   a tt r i b u te c h o o s e   th e   b e s o n e   to d i v i d e T i n to 1 T a n d 2 T ; S te p  4 : s e p a r a t e l y  r e c u r  th e  d e c i s i o n - m a k i n g  tr e e  o f 1 T a n d 2 T . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 0 9 6 9 2 0 6 9 1 2 3 .2 . A lg o r it h m I m p le m e n t a t io n S p l i tt i n g   i n d e x   i s   a   m e tr i c   to   m e a s u r e   th e   m e r i d e g r e e   o f   a ttr i b u t e   s p l i tt i n g   r u l e s . G i n i i n d e x   i s   a   k i n d   o f   e f f e c ti v e   s p l i tt i n g   i n d e x   o f   s e a r c h i n g   o p ti m a l   s p l i tt i n g   p o i n wh i c h   i s   a d o p te d   i n S P R INT   a l g o r i th m S u p p o s e   th e r e   i s   a   d a ta   s e t S w h i c h   h o l d s n r e c o r d s th e s e   r e c o r d s   b e l o n g to  c  d i s t i n c t c l a s s e s , th e n  th e G i n i v a l u e  o f  s e t S i s : 2 1 ( ) 1 c j j G i n i S p ( 1 ) W h i c h m i s  th e  n u m b e r  o f  r e c o r d s  i n  s e t S , a n d S b e l o n g s  t o  c l a s s j . T h e n / j p m n If S i s   d i v i d e d   i n to   t w o   s u b s e ts 1 S a n d 2 S b y   th e   s p l i tt i n g   r u l e c o n d th e n   th e m e a s u r e m e n t v a l u e  o f  th i s   r u l e   i s  m a r k e d  a s ( , ) D G in i S c o n d , d e f i n e d   a s  E q u a ti o n   ( 2 ) : 1 2 1 2 ( , ) ( ) ( ) D n n G i n i S c o n d G i n i S G i n i S n n ( 2 ) W h e r e 1 n a n d 2 n e a c h  r e p r e s e n t s  th e  n u m b e r  o f  r e c o r d s  i n 1 S a n d 2 S .T h e  s m a l l e r  t h e   v a l u e   i s , th e  b e tte r  t h e  s p l i t ti n g  r u l e   i s . F o r   n u m e r i c   a ttr i b u te A i ts   s p l i tti n g   f o r m   i s A v . A s   a   r e s u l t,   th e s e   n u m e r i c   a ttr i b u te s c a n   b e   s o r te d   f i r s tl y S u p p o s e   th a th e   s o r te d   r e s u l i s 1 2 n v v v b e c a u s e   th e   s p l i t ti n g   c a n o n l y   h a p p e n   b e t we e n   t wo   n o d e s th e r e   e x i s ts ( 1 ) n p o s s i b i l i t i e s Us u a l l y   th e   m e d i u m   o n e 1 ( ) / 2 i i v v i s   c h o s e n C h o o s e   d i f f e r e n s p l i tt i n g   p o i n f r o m   s m a l l   to   b i g   s u c c e s s i v e l y   a n d c h o o s e  th e  o n e   wi th  m i n i m u m G i n i v a l u e   a s  th e   o p t i m a l  s p l i tti n g   p o i n t. T h i s   m e th o d   a b o v e   c a n   f i n d   th e   m o s a c c u r a te   s p l i t ti n g   p o i n t.  B u f o r   th e s e   n u m e r i c a ttr i b u te s t h e   wh o l e   tr a i n i n g   s e s h o u l d   b e   p r e s o r t e d t h e n   c h o o s e   t h e   m i d d l e   p o i n v a l u e b e t w e e n   e v e r y   n o d e   a s   t h e   s p l i tti n g   n o d e   t o   c a l c u l a t e   th e G i n i v a l u e T h e   t e m p o r a r y   s to r a g e s p a c e   c o n s u m e d   i n   s p l i t ti n g   p r o c e s s   i s   tr i p l e   a s   th e   d a ta   s t o r a g e   s p a c e T h e   wo r k l o a d   i s   s o h e a v y   t h a i l e a d s   to   i n e f f i c i e n c y   f o r   s u p e r   l a r g e   d a t a   s e e s p e c i a l l y   wh e n   t h e r e   e x i s ts   m a n y v a l u e s  f o r  e a c h   a ttr i b u te . 4 . S P RINT A lg o r it h m  B a s e d o n T r e n d  S e l e c t io n O b v i o u s l y   t h e   S P RINT   a l g o r i th m   h a s   th e   s h o r t a g e   th a t   th e   w o r k l o a d   i s   h e a v y   i n a c c u r a te l y   l o c a t i n g   o p t i m a l   s p l i t ti n g   p o i n t.  T h i s   p a p e r   i n tr o d u c e s   th e   p u r e   i n te r v a l   c o n c e p i n c i te d   w o r k s   [1 2 ],  w h i c h   s p l i ts   th e   tr a i n i n g   c o n t i n u o u s   a ttr i b u t e s   i n to q s e g m e n b y   u s i n g   e q u a l - d e p t h   h i s to g r a m   [1 8 ],  r e d u c e s   b e t w e e n   p u r e   i n t e r v a l s e s ti m a te s   th e   p o s s i b i l i t y   o f   f i n d i n g   th e o p ti m a l   s p l i tt i n g   p o i n b e t we e n   n o n - p u r e   i n te r v a l s   f i r s tl y   a n d   g o   o n   f i n d i n g   i n   m o s t - p o s s i b l e s e g m e n t. A t l a s t, th e   w o r k l o a d   i s  d e c r e a s e d . 4 .1 . B a s i c D e f in it io n  a n d P r o p e r t y De f in it io n   1   F o r   a   n u m e r i c   a ttr i b u te i f   a l l   r e c o r d s   b e t we e n   r a n g e [ , ] b t v v b e l o n g   to   th e s a m e  c l a s s i C , th e n  th i s  r a n g e  i s  a   p u r e  r a n g e . T h e o r e m   1 If ( ) f x i s   c o n ti n u o u s   i n   th e   r a n g e [ , ] a b a n d   th e r e   e x i s ts   a   f i r s t - o r d e r   a n d s e c o n d - o r d e r   d e r i v a t i v e   i n  t h e  r a n g e ( , ) a b , th e n : 1 ) i f ' ' ( ) 0 f x i n  t h e  r a n g e ( , ) a b ,th e n ( ) f x i s  c o n c a v e   i n  t h e  r a n g e ( , ) a b ; 2 ) i f ' ' ( ) 0 f x i n  t h e  r a n g e ( , ) a b ,th e n ( ) f x i s  c o n v e x  i n  th e  r a n g e ( , ) a b ; T h e o r e m  2 . ( ) f x i s  a  c o n v e x  f u n c ti o n  i n  th e  p u r e  i n te r v a l . P r o o f : s u p p o s e   th e r e   e x i s ts   a   r a n g e [ , ] l u v v i n   th e   r e m a i n - to - b e - d i v i d e d   d a t a   s e t S , wh e r e : Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Im p r o v e d  S P RINT   A l g o r i th m  a n d  i ts   A p p l i c a ti o n   i n  t h e   P h y s i c a l   Da t a  A n a l y s i s ( Y a z h i  Di n g ) 6 9 1 3 n i s  th e  c a p a c i t y   o f  d a ta  s e t S ; c i s  th e   n u m b e r  o f  c l a s s  i n S ; i x i s  th e  n u m b e r  o f  r e c o r d s  wh o s e   v a l u e   i s  l e s s  th a n   o r  e q u a l  to l v i n  c l a s s i ; i y i s  th e  n u m b e r  o f  r e c o r d s  wh o s e   v a l u e   i s  l e s s  th a n   o r  e q u a l  to u v i n  c l a s s i ; i C i s  th e  n u m b e r  o f  a l l  r e c o r d s  i n  c l a s s i ; l n i s  th e  n u m b e r  o f  r e c o r d s  wh o s e   v a l u e   i s  l e s s  th a n   a n d  e q u a l  t o l v ; u n i s  th e  n u m b e r  o f  r e c o r d s  wh o s e   v a l u e   i s  l e s s  th a n   a n d  e q u a l  t o u v ; A c c o r d i n g  to   e q u a ti o n ( 2 ) t h e   v a l u e   o f D G in i v a l u e   a t p o i n t l v i s  a s  f o l l o w s : 2 2 1 1 ( , ) ( 1 ( ) ) ( 1 ( ) ) c c D l i l i i i i i l l n x n n c x G i n i S a v n n n n n ( 3 ) 2 2 2 2 1 1 ( , ) 2 1 1 1 ( ) ( 1 ( ) ) ( ) ( ) D c c i l i i i i i i i i l l l l G i n i S a v n c x c x x x n n n n n n n n ( 4 ) F o r   a   p u r e   r a n g e [ , ] b t v v o f k C i n   th e e q u a ti o n   ( 3 ) , ( 1 , 2 , , ) i x i c r e p r e s e n ts   th a th e n u m b e r   o f   r e c o r d s   i n k th   c l a s s   i s k x wh e n   o n l y k x c h a n g e s m a k e k x x , k c C th e n e q u a ti o n   ( 3 )  c a n   b e  tr a n s f o r m e d  a s  a  f u n c ti o n  o f x . F o r   E q u a ti o n   ( 3 ) , m a k e : 2 2 2 2 1 1 1 , , ( ) ( ) c c c l i i i i i i i n x A x x B x c c x D c x W h e r e , , , A B C D a r e   c o n s t a n t wh i c h o v e r   0 t h e n   E q u a t i o n   ( 3 )   c a n   b e   tr a n s f o r m e d   a s   a f u n c ti o n  o f x . J u s t a s  E q u a ti o n   ( 5 )  s h o w s : 2 2 ( ) ( ) 1 ( ) ( ) B x D C x f x n A x n n A x ( 5 ) T h e  f i r s t - o r d e r  d e r i v a ti o n  o f  E q u a ti o n   ( 5 )   i s : 2 2 2 2 1 ( ) ' ( ) ( ) ( ) ( ) B A D n A x f x n A x n A x T h e  s e c o n d - o r d e r  d e r i v a t i o n  o f  E q u a ti o n   ( 5 )   i s : 2 3 3 3 2 ( ) ' ' ( ) ( ) ( ) ( ) A B n A x D f x n A x n A x ( 6 ) A s , , , A B C D a l l   a r e   c o n s t a n v a l u e s   o v e r   o r   e q u a l   to   z e r o , 3 0 , , ( ) i x n n A x A x a n d 3 ( ) n A x a r e   b o th   v a l u e s   o v e r   z e r o th e n ' ' ( ) 0 f x . A c c o r d i n g   to   th e o r e m   1 i t s   k n o w n   th a t   th e   f u n c ti o n ( ) f x i n   t h e   r a n g e [ , ] b t v v a r e   c o n v e x f u n c ti o n . T h e o r e m   3 . In   th e   a ttr i b u t e   ta b l e   o f   c o n ti n u o u s   a ttr i b u te i f   th e   c l a s s   o f   th e   t w o   tu p l e s wh i c h   d e c i d e   th e   s p l i t ti n g   p o i n t v a r e   th e   s a m e th e r e   e x i s ts   a l e a s a n o th e r   s p l i t ti n g   p o i n t ' v wh o s e G i n i v a l u e   i s  s m a l l e r  th a n  th e G i n i v a l u e  o f  s p l i tti n g   p o i n t v . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 0 9 6 9 2 0 6 9 1 4 A c c o r d i n g   to   th e o r e m   2 i i s  k n o wn   th a t h e   m i n i m a l   v a l u e   i n   th e   p u r e   i n te r v a l [ , ] b t v v o f k C c a n   o n l y   b e   p o s s i b l e   to   e x i s a th e   b o r d e r   p o i n o f   th e   i n te r v a l Nu m e r i c   a ttr i b u t e s   a r e g e n e r a l l y   G a u s s i a n   d i s tr i b u ti o n   [1 9 ] s o   th e r e   a r e   a   l o t   o f   p u r e   i n te r v a l s   d i v i d e d   i n   e q u a l   wi d th i n te r v a l . A s   a   r e s u l t,  p r u n i n g   c a n   b e   d o n e   d i r e c tl y   b e t we e n   p u r e   i n t e r v a l s   a s   l o n g   a s   th e G i n i v a l u e   o f   e a c h   p u r e   i n te r v a l s   b o r d e r   p o i n i s   c a l c u l a te d ;   f o r   th o s e   n o n - p u r e   i n t e r v a l s f i r s tl y   j u d g e i f   th e   c l a s s   o f   th e   t w o   tu p l e s   wh i c h   d e c i d e   th e   s p l i tti n g   p o i n t v a r e   t h e   s a m e o n l y   wh e n   i i s   n o t, th e  c a l c u l a ti o n  o f  th e G i n i s h o u l d  b e   d o n e . 4 .2 . T r e n d  S e le c t io n  M e t h o d A s   th e   a ttr i b u te   v a l u e   o f D G in i i s   c o n ti n u o u s tr e n d   s e l e c ti o n   m e th o d   s h o u l d   b e   f i r s tl y a d o p te d   to   e s ti m a te   th e   l o we r   l i m i ti n g   v a l u e   o f D G in i f o r   th o s e   n o n - p u r e   i n te r v a l s   S u p p o s e   f o r j , th e  m i n i m a l  s l o p e   e x i s ts  a t p o i n t 1 v , r e p l a c e j x wi th j y , u s e  t h e   E q u a ti o n   ( 3 )  to  c a l c u l a t e  th e n e w   v a l u e   o f D G in i If 1 ( , ) ( , ) D D u G i n i S a v G i n i S a v th e n   th e   v a l u e   o f D G in i i n   t h e r a n g e [ , ] l u v v i s   c o n v e x   wh i c h   r e s u l ts   i n   th e   p r u n i n g   o f   th i s   r a n g e T h e   v a l u e   o f D G in i c a n d i d a te   s p l i tt i n g   p o i n i s 1 mi n { ( , ) , ( , ) } D D u G i n i S a v G i n i S a v . T h e   tr e n d   s e l e c ti o n b a s e d  c a n d i d a t e  s e g m e n ta ti o n  a l g o r i th m  i s  a s  f o l l o w s : F i g u r e   3 . T E S T CA S E   A l g o r i th m G i n i V a l u e 值域 G i ni l o w G i ni m i n F i g u r e   4 . C a n d i d a te  I n te r v a l  a n d  E s t i m a te G i n i L o we r A l g o r it h m  2 :  T E S T C A S E In p u t : T h e   d a ta   s e s i z e n n u m b e r   o f   r e c o r d s   l e s s   t h a n   o r   e q u a l   to l v i s l n th e n u m b e r  o f  i n te r v a l s c . O u t p u t : Ca n d i d a te  s p l i tt i n g  p o i n t v a n d l o w G i n i wh i c h   i s  th e  v a l u e  o f D G in i S te p  1 I n i t i a l i z e  t h e  c a n d i d a te  s e t { 1 , 2 , , } c s c S te p   2 S e t = 1 l o w G i n i c a l c u l a te   th e D G in i o f   e a c h   i n te r v a l s   b o r d e r   p o i n t c h o o s e th e  m i n i m a l  v a l u e  a s _ ca n l o w G i n i S te p  3 S u b s t i tu t e  e v e r y  c l a s s  i n c s i n to   e q u a ti o n   ( 4 ) l e t h e  s l o p e   o f j b e  m i n i m a l S te p  4 R e p l a c e j x wi th j y i n  v e c to r x , th e n  c a l c u l a t e D G in i S te p   5 I f   th e   n e w D G in i i s   l e s s   th a n l o w G i n i th e n   r e p l a c e l o w G i n i w i th   th e   n e w D G in i , a n d  d e l e t e j f r o m c s , f i n a l l y  tu r n  to  s te p  3 . S te p  6 E s ti m a te = m i n { , ( , ) , ( , ) } D D l o w l o w l u G i n i G i n i G i n i S a v G i n i S a v S te p  7 I f _ l o w ca n l o w G i n i G i n i th e n d e l e te j , th e n  t o  s te p   3 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Im p r o v e d  S P RINT   A l g o r i th m  a n d  i ts   A p p l i c a ti o n   i n  t h e   P h y s i c a l   Da t a  A n a l y s i s ( Y a z h i  Di n g ) 6 9 1 5 A l a s t,  s e a r c h   t h e   o p t i m a l   s p l i tt i n g   p o i n t   i n   th e   c a n d i d a te   r a n g e .   F i g u r e   4   d i s p l a y s   th e r a n g e   d i s tr i b u t i o n   a n d   t h e   s i tu a ti o n l o w G i n i a n d _ ca n l o w G i n i i n   th e   e x a m p l e   r e g i o n th e c o l u m n a r  wi th  s h a d o w a r e   c a n d i d a te i n te r v a l . 4 .3 . T h e  S P RINT A lg o r it h m  Ba s e d o n T r e n d  S e l e c t i o n B a s e d   o n   tr e n d   s e l e c ti o n   m e th o d th i s   p a p e r   p r o p o s e s   a   S P RINT   a l g o r i th m   b a s e d   o n tr e n d   s e l e c t i o n   ( T E S T S P RINT   i n   s h o r t ) .   T h i s   a l g o r i th m   a d o p ts   wi d t h   f i r s s t r a te g y   t o   b u i l d d e c i s i o n   tr e e   a n d   e v a l u a te   n u m e r i c   a ttr i b u te   wi th   th e   u s e   o f G i n i i n d e x T h e   p r o p o s e d   a l g o r i th m d e a l s   w i t h   n u m e r i c   a ttr i b u t e   th r o u g h   p u r e   i n te r v a l   r e d u c ti o n   m e th o d   a n d   tr e n d   b a s e d   s e l e c ti o n m e th o d d e c r e a s e s   c o m p u ta ti o n   a m o u n wi th   th e   h e l p   o f   p r u n i n g   o n   t h e   r a n g e   o f   c o n ti n u o u s a ttr i b u te a n d   f i n a l l y   p i c k   th e   o p t i m a l s p l i tti n g   p o i n i n   a   s h o r ti m e De ta i l   d e s c r i p ti o n   o f T E S T S P RINT  i s  a s  f o l l o w s : F i g u r e   5 . T E S T S P R INT  A l g o r i th m In   th i s   a l g o r i t h m s e t T , 1 T a n d 2 T r e p r e s e n ts   a   n o d e   o f   th e   tr e e   s e p a r a te l y   a n d 1 T a n d 2 T a r e   th e   c h i l d   n o d e   o f T B e c a u s e   th e r e   i s   o n l y   o n e   o p ti m a l   s p l i tti n g   p o i n f o r   e a c h   a ttr i b u te , th e  f i n a l  d e c i s i o n  tr e e  i s  a  b i n a r y  o n e . 4 .4 . A lg o r it h m A n a l y s i s A s   T E S T S P RINT   a l g o r i th m   h a s   d o n e   m a n y p r u n i n g   b e twe e n   i n te r v a l s   a n d   o n   c a n d i d a te s p l i tt i n g   p o i n ts th a i s   to   s a y ,   t h e   m a i n   a d v a n ta g e s   o f   t h i s   a l g o r i th m   i s   c o n s tr u c ti n g   d e c i s i o n   tr e e r a p i d l y   wh i l e   p r o c e s s i n g   s p l i tt i n g   p r o b l e m s   o n   c o n ti n u o u s   a ttr i b u te s   r e a s o n a b l y T h e   m a i n a n a l y s i s   o n   a l g o r i t h m i s   f o c u s   o n   c o m p a r i n g   th e   I/O   r e q u i r e m e n a n d   ti m e   e x p e n s e   i n   b u i l d i n g d e c i s i o n  tr e e  u s i n g  t wo  d i f fe r e n t a l g o r i th m s . S u p p o s e   t h e r e   e x i s ts n r e c o r d s   i n   d a t a   s e t S th e s e   r e c o r d s   b e l o n g   to c d i s ti n c t c l a s s e s   a n d   a r e   d i v i d e d   i n t o q r a n g e s   i n   wh i c h   t h e   n u m b e r   o f   r e c o r d s   i s i n th e   n u m b e r   o f   n o n - p u r e  i n te r v a l s  i n   th e   i m p r o v e d  a l g o r i th m  i s b . ( 1 ) P r e p r o c e s s i n g  s ta g e W h e n   th e   a ttr i b u t e   ta b l e   i s   c o n s tr u c te d   i n   th e   S P RIN T   a l g o r i th m o n e   r e a d   o p e r a ti o n a n d   o n e   w r i t e  o p e r a t i o n  a r e  n e e d e d ,  i ts  t i m e  c o m p l e x i t y   i s ( ) O n ; f o r  e a c h   n u m e r i c  a ttr i b u te ,  t w o r e a d  o p e r a t i o n  a n d  t wo   w r i t e  o p e r a ti o n   a r e  e x e c u t e d i n  p r e s o r ti n g  a t  th e  e x p e n s e   o f ( l o g ) O n n . A l g o r it h m  3 : S P RINT  a lg o r it h m  b a s e d  o n  t r e n d  s e l e c t io n In p u t : T r a i n i n g  s e t s a m p l e T O u t p u t : De c i s i o n - m a k i n g  tr e e S te p  1 I f T s a ti s f i e s  th e  s to p p i n g  e x te n s i o n  c o n d i t i o n ,  th e n  r e tu r n s S te p   2 F o r   th o s e   d i s c r e te   a ttr i b u t e s s c a n   th e   a ttr i b u te   l i s t,  r e f r e s h   th e   c o u n m a tr i x   to d e c i d e  th e  o p ti m a l  s p l i tti n g   s u b s e ts  o f  th e s e  a ttr i b u te s S te p   3   f o r   th o s e   c o n t i n u o u s   a ttr i b u t e s d i v i d e   t h e   a ttr i b u te   i n t o q r a n g e s   u s i n g   e q u a l - wi d t h  h i s to g r a m , a n d  b u i l d   a  p a r t i ti o n  h i s to g r a m  l i s t S te p  4  C a l c u l a t e  th e G i n i v a l u e   o f  e a c h  p u r e   i n te r v a l s  b o r d e r  p o i n t S te p  5   P r u n e  o n   i n te r v a l s  u s i n g  T E S E CA S E  a l g o r i th m S te p   6   J u d g e   i f   th e   s p l i tu p l e s   d i v i d e d   b y   th e   s p l i tt i n g   p o i n t   i n   t h e   c a n d i d a t e   i n t e r v a l a r e  th e  s a m e , i f   y e s , d e l e t e  i t. S te p  7  F i n d   th e   o p t i m a l  s p l i tti n g  p o i n t  o f  th e   wh o l e  a ttr i b u te S te p   8   Co m p a r e   e v e r y   a ttr i b u te s   o p ti m a l   s p l i tti n g ,   c h o o s e   th e   b e s t   o n e   a n d   d i v i d e T i n to 1 T a n d 2 T S te p  9   B u i l d  d e c i s i o n - m a k i n g  tr e e  f o r 1 T a n d 2 T r e c u r s i v e l y Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 0 9 6 9 2 0 6 9 1 6 In   a l g o r i t h m   T E S T S P RIN T a ttr i b u te   t a b l e   c a n   b e   b u i l w i th   o n e   r e a d   a n d   w r i te o p e r a t i o n o n e   m o r e   w r i te   o p e r a t i o n   i s   n e e d e d   f o r   c o n s tr u c ti n g   p a r t i ti o n   h i s to g r a m   ta b l e Ne x t p r e p r o c e s s i n g  s ta g e  c o n s u m e s ( ) O n ti m e . ( 2 ) No d e  c o n s tr u c ti o n  s ta g e In   S P RI NT   a l g o r i th m i n   o r d e r   to   f i n d   th e   o p ti m a l   s p l i tt i n g   p o i n t   f o r   a   n u m e r i c   a ttr i b u te ,   a w r i te   o p e r a t i o n   s h o u l d   b e   d o n e   to   t h e   wh o l e   a ttr i b u te   ta b l e s o   i ts   t i m e   c o m p l e x i t y   i s ( ) O n i t ta k e s ( ) O n ti m e   to   d i v i d e   t h e   a tt r i b u te   t a b l e   a n d   th i s   a c ti o n   c o n s i s ts   o f   o n e   w r i te   o p e r a ti o n   a n d o n e  r e a d   o p e r a t i o n . In   T E S T S P RINT   a l g o r i t h m e s ti m a ti n g   th e G i n i v a l u e   o f   e a c h   i n t e r v a l s   b o r d e r   p o i n t ta k e s ( ) O q c ti m e i n e e d s ( ) O n t i m e   to   d e c i d e   e v e r y   n o n - p u r e   i n te r v a l s   r e c o r d s   a n d   t o c o n s tr u c a   te m p o r a l   i n te r v a l   a ttr i b u t e   ta b l e th e   w o r s c a s e   f o r   c a l c u l a ti n g   a c c u r a t e G i n i v a l u e ta k e s 1 ( l o g ) b i i i i O n n n c ; ( ) O n ti m e  i s  c o n s u m e d  wh i l e  s p l i tt i n g  th e  a ttr i b u t e  ta b l e . In   S P RINT   a l g o r i t h m th e   m a i n   ti m e   e x p e n s e   i s   u s e d   to   s o r a l l   r e c o r d s   o f   th e   a tt r i b u t e ta b l e   i n   t h e   w h o l e   p r o c e s s T h e   T E S T S P RINT   a v o i d s   o v e r a l l   s o r ti n g   e f f e c ti v e l y   a n d   o n l y   g o   o n l o c a l   s o r ti n g   f o r   n o n - p u r e   i n te r v a l s A th e   s a m e   ti m e r e d u c ti o n   o n   p u r e   i n te r v a l s p a r ti a l   p r u n i n g o n   n o n - p u r e   i n te r v a l s   a n d   p r u n i n g   o n   c a n d i d a te   n o d e s   r e d u c e   t h e   c a l c u l a t i o n   a m o u n o f G i n i v a l u e . 5 . E x p e r i m e n t  V e r if ic a t io n In   th i s s e c ti o n we   wi l l   c o m p a r e   o th e r   a l g o r i th m s   to   r e s e a r c h   th e   p e r f o r m a n c e   a n d e f f e c ti v e n e s s   o f   th e   S P RI NT   a l g o r i th m   b a s e d   o n   tr e n d   s e l e c ti o n   th r o u g h e x p e r i m e n ts In   th i s e x p e r i m e n t,  th e   d a ta   u s e d   i s   m a d e   u p   o f   th e   p h y s i c a l   m e a s u r e m e n d a ta   o f   2 2 5   s u b j e c ts   i n X i n j i a n g   No r m a l   Un i v e r s i t y   a n d   th e   u s u a l l y   u s e d   S T A T L O G   d a ta   s e f o r   d e c i s i o n   s u p p o r t.  T h e d a ta   i t e m s   i n c l u d e   h e i g h t,  we i g h t,  g r i p s te p   i n d e x   a n d B M v a l u e   i n   w h i c h   tr a i n i n g   s e i n v o l v e s 1 5 0   t u p l e s   a n d   te s s e i n c l u d e s   7 5   tu p l e s I n   th e   S T A T L O G   d a ta   s e t,  t h e   S e g m e n d a ta   s e t i n c l u d e s  2 3 1 0  r e c o r d s , S h u ttl e   i n c l u d e s   5 8 0 0 0  r e c o r d s   a n d   S a t i m a g e  i n c l u d e s  6 4 3 5  r e c o r d s . A l l   e x p e r i m e n t s i n   th i s   p a p e r   a r e d o n e   i n   t h e   s a m e   h a r d wa r e   a n d   s o f t w a r e   e n v i r o n m e n t. T h e   s p e c i f i c   e n v i r o n m e n i s   In te l ( R )   Co r e ( T M )   i 5 - 2 5 2 0 0   q u a d - c o r e   6 4   b i ts   2 . 5 G H z   CP a n d 4 G B   m e m o r y T h e   s o f tw a r e   e n v i r o n m e n i s   W i n d o w s   7 - 6 4   b i ts ( p r o f e s s i o n a l )   O S a l l   c o d e   i s w r i tte n  i n  J a v a ( 6 4   b i t J D K ) a n d   M a t l a b   ( 2 0 1 2 ) . 5 .1 . A lg o r it h m V e r if i c a t io n T o   v e r i f y   th e   a c c u r a c y   a n d   s ta b i l i t y   o f   th e   a l g o r i t h m th i s   p a p e r   ta k e s   a d v a n t a g e   o f S T A T L O G  to  te s ti f y  th e  a l g o r i th m s  a c c u r a c y . T h e  r e s u l i s  i n  T a b l e   1 . T a b l e  1 . E x a c t G i n i V a l u e   a n d   Co m p u te  V a l u e  u n d e r  D i f f e r e n t In t e r v a l s  o f  T E S T S P RI NT D a t a   s e t A c c u r a c y v a l u e N u m b e r   o f   i n t e r v a l s 2 0 0 1 0 0 2 0 2 5 1 0 S e g m e n t 0 . 7 1 4 2 8 6 0 . 7 1 4 2 8 6 0 . 7 1 4 2 8 6 0 . 7 1 4 2 8 6 0 . 7 1 4 2 8 6 0 . 7 1 5 7 9 9 S h u t t l e 0 . 1 7 5 7 7 7 0 . 1 7 5 7 7 7 0 . 1 7 5 7 7 7 0 . 1 7 5 7 7 7 0 . 1 7 5 7 7 7 0 . 1 7 5 7 7 7 S a t i m a g e 0 . 6 5 3 1 6 7 0 . 6 5 3 1 6 7 0 . 6 5 3 1 6 7 0 . 6 5 3 1 6 7 0 . 6 5 3 1 6 7 0 . 6 5 3 1 6 7 J u s a s   T a b l e   1 t h e   s p l i t t i n g   r e s u l o f   T E S T S P RINT   a n d   S P RINT   a r e   b a s i c a l l y   th e s a m e T h e   a c c u r a c y   o f   T E S T S P RINT   r e a c h e s   9 9 %   o r   m o r e th e   r e s u l o f   a c c u r a c y   i s a c c e p ta b l e . 5 .2 . D a t a A c q u i s it io n In   th e   te s t,   w e   u s e   HH IC/ W L - 1 0 0   G r i p   M e a s u r e m e n T e s te r   to   m e a s u r e   th e   p o w e r   o f g r i p   o f   th e   s u b j e c ts P o w e r   S c o p e 5 k g f   ~ 9 9 .9 k g f m e a s u r e m e n d i s ti n g u i s h a b i l i t y   i s   0 .1 k g f , m e a s u r e m e n e r r o r ± 0 .3 k g f T h e   s u b j e c h o l d s   th e   te s te r   ti g h t l y r o ta t e g r i p   d i s ta n c e   a d j u s t i n g Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Im p r o v e d  S P RINT   A l g o r i th m  a n d  i ts   A p p l i c a ti o n   i n  t h e   P h y s i c a l   Da t a  A n a l y s i s ( Y a z h i  Di n g ) 6 9 1 7 k n o b   to   f o r m   a   9 0   d e g r e e   b y   b e n d i n g   t h e   s e c o n d   j o i n o f   i n d e x   f i n g e r S e p a r a te   t w o   f e e t n a tu r a l l y s ta y   o r th o s ta ti s m h a n g   d o w n   t wo   l i m b s p a l m   i n w a r d d o n m o v e   a r m s   f r o m   s i d e   to s i d e n o   t o u c h   b e t w e e n   t e s te r   a n d   a n y   p a r t   o f   th e   s u b j e c t’ s   b o d y ,   h o l d   th e   te s te r   w i t h   a l l   h i s s tr e n g th . T w o  t e s t s a r e d o n e  f o r  e a c h  s u b j e c t a n d  t h e   m a x i m a l  r e c o r d  i s  c h o s e n . HHT C/T J - 1 0 0   s te p   i n s tr u m e n i s   u s e d   to   c o l l e c s te p   i n d e x M e a s u r e m e n s c o p e :   0 - 3 0 0 ti m e s / m i n u te m e a s u r e m e n d i s t i n g u i s h a b i l i t y :   o n e ti m e m e a s u r e m e n e r r o r ± 1 ti m e T h e s u b j e c c a n   d o   s o m e   s l i g h p r e p a r a ti o n   a c ti v i t y   b e f o r e   te s te d m a i n l y   f o r   l o we r   l i m b s T h e s u b j e c ts   d o   a n   u p - d o w n   s te p   e v e r y   t wo   s e c o n d s   wi th   th e   p a c e   o f   th e   m u s i c T h e   p a c e   o f   th e m u s i c  i s  1 2 0 t i m e s / m i n u te 4  p a c e /ti m e , th e  d u r a t i o n  l a s ts  f o r  3  m i n u te s . T h e  s te p   h e i g h t  f o r  b o y s i s   4 0 c m   a n d   3 5 c m   f o r   g i r l s A f te r   th e   m o v e m e n g e t s   s to p p e d th e   s u b j e c s i q u i e tl y   f o r   3 0 s e c o n d s p u th e   p a l m s   o n   th e   d e s k to p k e e p   th e   f i n g e r s   a th e   s a m e   h e i g h o f   th e   h e a r a s p o s s i b l e   a s th e   s u b j e c c a n T h e   c o n n e r   te s ts   th e   p u l s e   o f   th e   s u b j e c u s i n g   p u l s e   t e s ti n g i n s tr u m e n t. T h e  te s t ti m e  l a s ts  f o r  3 .5   m i n u te s  u n ti l  t h e   te s t r e s u l i s  r e c o r d e d . T h e   B M m e a s u r e m e n i s   te s te d   b y   u s i n g   I n B o d y 3 . 0   b o d y   c o m p o s i ti o n   a n a l y z e r   i n b a s i c   c o n d i ti o n . I n B o d y 3 .0   ta k e s   n o   m o r e   th a n   2   m i n u te s W e i g h m e a s u r e m e n s c o p e : 1 0 k g ~ 2 5 k g a g e   s c o p e 6 ~ 9 9   y e a r s   o l d .   In B o d y 3 .0   b o d y   c o m p o s i ti o n   a n a l y z e r   te s p r o j e c t c o n s i s ts  o f  B M R,  B M I a n d   we i g h ( k g ) . T h e   a b o v e   te s r e s u l ts   c a n   b e   s u m m a r i z e d   to   o b ta i n   th e   s u b j e c ts c o r p o r e i t y T h e fo r m a t o f  te s t d a ta   i s  j u s t a s  T a b l e   2  d i s p l a y s . T a b l e  2 . E x a m p l e  Da t a  F o r m a t A g e S e x H e i g h t ( c m ) W e i g h t ( k g ) G r i p ( k g f ) S t e p   i n d e x ( t i m e / m i n u t e ) c o r p o r e i t y B M R ( J / ( h · m 2 ) ) 2 1 F 1 5 0 5 9 . 2 1 6 4 7 1 1 3 0 0 2 0 F 1 7 0 5 5 . 2 2 7 . 8 5 2 2 1 5 4 8 2 1 F 1 7 0 5 9 . 7 2 1 . 7 4 2 2 1 5 0 1 1 9 F 1 6 3 5 3 . 9 2 4 . 1 5 2 2 1 4 7 7 2 1 M 1 7 0 5 6 . 7 4 0 . 3 5 1 2 1 6 0 4 1 9 M 1 7 5 5 4 3 7 . 2 5 7 1 1 6 2 8 2 2 M 1 7 0 6 2 . 6 5 9 . 4 8 1 3 1 7 9 3 2 0 F 1 6 2 5 8 . 5 3 5 . 7 4 6 3 1 5 9 8 2 0 M 1 7 3 6 7 . 5 3 9 . 8 6 3 3 1 9 5 2 5 .3 . E x p e r im e n t A n a l y s is In   o r d i n a r y   b o d y   s ta t u s j u d g m e n t,  w e   h o p e   we   c a n   d e c i d e   th e   b o d y   s ta t u s   o f   th e   s u b j e c t a c c o r d i n g   t o   s o m e   s i m p l e   m e a s u r e m e n d a ta T h o u g h B M c a n   a c h i e v e   th i s   p u r p o s e   c l i n i c a l l y , i i s   c o m p l e x   a a   h i g h   c o s t m a k i n g   i n o s u i ta b l e   f o r   r a p i d   t e s t.  A s   a   r e s u l t,  we   d e s i g n e d   t h i s e x p e r i m e n t a c c o r d i n g  t o  th e  T E S T S P RINT  a l g o r i t h m   wh i c h  t a k e s  h e i g h t,  we i g h t,  g r i p , s te p   i n d e x a n d   s o m e   o th e r   b a s i c   d a ta   i n to   c o n s i d e r a t i o n   to   s u p p o r r a p i d l y   m a k i n g   d e c i s i o n   o n   b o d y   s t a tu s . F i n a l l y , t h e  a c c u r a c y  o f  th e   r e s u l t c a n   b e   o b t a i n e d   b y   t e s ti n g  B M v a l u e s  i n  tr a i n i n g  s e t. F i g u r e   6 . D e c i s i o n  T r e e  B u i l d  b y  t h e  O r i g i n a l  S P RINT  A l g o r i t h m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 0 9 6 9 2 0 6 9 1 8 T h e r e   e x i s ts   f i v e   d e s c r i p ti o n   t y p e s   l i k e   e x c e l l e n t,   f i n e h e a l th y s u b - h e a l t h   a n d u n h e a l t h y ,   t h e n   w e   u s e   0   t o   4   to   r e p r e s e n e a c h   t y p e   s e p a r a t e l y Co n s e q u e n ti a l l y ,   we   d i v i d e d th e   d a t a   s e i n to   f i v e   i n te r v a l s   to   c a l c u l a te   t h e   r e s u l i n   th e   e x p e r i m e n t.  T h e   d e c i s i o n   tr e e c o n s tr u c te d  b y  r a w S P RIN T  th r o u g h  e x a m p l e  d a ta   i s   s h o w n   i n F i g u r e   6 . A th e   b e g i n n i n g s i m u l a te d   a n a l y s i s   i s   d o n e   o n   tr a i n i n g   s e d a ta   a n d   te s s e t   d a ta s e p a r a te l y . T h e  r e s u l ts   a r e   d i s p l a y e d   i n  F i g u r e  7   a n d  F i g u r e   8  s e p a r a te l y . F i g u r e 7 . T r a i n i n g   S e t  Da t a  Di a g r a m F i g u r e   8 . T e s t S e t  Da t a  Di a g r a m F r o m   th e   s ta r t,  w e   m o d e l   th e   d e c i s i o n   tr e e   b a s e d   o n   tr a i n i n g   s e d a ta th e   e s t i m a ti o n   o n te s s e d a t a   i s   d o n e   l a te r T h r e e   c a te g o r i e s   a n d   o n e   o u tl i e r   d a t a   a r e   d i s c o v e r e d .   T h e   a c c u r a c y o f  th e a l g o r i th m  r e a c h e s  9 9 .5 6 %  a n d  t h e   a c c u r a c y  o f  r a w  S P RINT  r e a c h e s  9 8 .2 % . W h e r e i n th e   r a S P RINT   a n d   th e   p r o p o s e d   T E S T S P RINT   h a v e   d i f f e r e n r e s i d u a l   wi th i ts  r e s i d u a l  i n te r v a l   g r a p h   wh i c h   i s  s h o w n   i n  F i g u r e  9   a n d  F i g u r e   1 0 . F i g u r e   9 . R e s i d u a l s  a n d Re s i d u a l  In te r v a l G r a p h  o f  O r i g i n a l  S P RINT   A l g o r i t h m F i g u r e   1 0 . Re s i d u a l s  a n d  R e s i d u a l  I n te r v a l G r a p h  o f  T E S T S P RINT  A l g o r i th m It  i s   k n o w n   i n   F i g u r e   9   a n d   F i g u r e   1 0   th a r e s u l f r o m   r a w   S P RI NT   h a s   s o m e   n o i s e   d a ta wh i c h   i n f l u e n c e s   th e   a c c u r a c y   o f   th e   r e s u l t,  b u t   a n   i m p r o v e d   r e s u l i s   o b ta i n e d   f r o m T E S T S P RINT   a l g o r i th m   p r o p o s e d   i n   t h i s   p a p e r A   c o n c l u s i o n   i s   m a d e   th a t h e   T E S T S P RINT a l g o r i th m   h a s   a   h i g h   a c c u r a c y   i n   a n a l y z i n g   p h y s i c a l   s ta tu s   d a ta   a n d   i ts   p r e d i c ti o n   a b i l i t y   i s a c c e p ta b l e . 0 5 0 1 0 0 1 5 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 - 2 0 - 1 5 - 1 0 - 5 0 5 1 0 1 5 R e s i d u a l   C a s e   O r d e r   P l o t R e s i d u a l s C a s e   N u m b e r 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 - 2 0 - 1 5 - 1 0 - 5 0 5 1 0 1 5 2 0 R e s i d u a l   C a s e   O r d e r   P l o t R e s i d u a l s C a s e   N u m b e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.