Abstract
Gradual patterns, capturing intricate attribute co-variations expressed as ‘‘when X increases/decreases, Y increases/decreases’’ in numerical data, play a vital role in managing vast volumes of complex numerical data in real-world applications. Recently, the data science community has focused on efficient extraction methods for gradual patterns from temporal data. However, there is a notable gap in approaches addressing the extraction of gradual patterns that capture seasonality from the graduality point of view in the temporal data sequences, despite their potential to yield valuable insights in applications such as e-commerce. This paper proposes a new method for extracting co-variations of periodically repeating attributes termed as seasonal gradual patterns. To achieve this, we formulate the task of mining seasonal gradual patterns as the problem of mining periodic patterns in multiple sequences and then, leverage periodic pattern mining algorithms to extract seasonal gradual patterns. Additionally, we propose a new antimonotonic support definition associated with these seasonal gradual patterns. Illustrative results from real-world datasets demonstrate the efficiency of the proposed approach and its ability to sift through numerous non-seasonal patterns to identify the seasonal ones.
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Elsevier
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Los patrones graduales, que capturan covariaciones intrincadas de atributos expresadas como “cuando X aumenta/disminuye, Y aumenta/disminuye” en datos numéricos, desempeñan un papel fundamental en la gestión de grandes volúmenes de datos numéricos complejos en aplicaciones del mundo real. Recientemente, la comunidad de ciencia de datos se ha centrado en métodos eficientes para la extracción de patrones graduales a partir de datos temporales. Sin embargo, existe una brecha notable en los enfoques que abordan la extracción de patrones graduales que capturen la estacionalidad desde el punto de vista de la gradualidad en secuencias de datos temporales, a pesar de su potencial para generar información valiosa en aplicaciones como el comercio electrónico.
Este artículo propone un nuevo método para extraer covariaciones de atributos que se repiten periódicamente, denominadas patrones graduales estacionales. Para lograrlo, formulamos la tarea de minería de patrones graduales estacionales como el problema de minería de patrones periódicos en múltiples secuencias y, posteriormente, aprovechamos algoritmos de minería de patrones periódicos para extraer patrones graduales estacionales. Además, proponemos una nueva definición de soporte antimonótono asociada a estos patrones graduales estacionales. Resultados ilustrativos obtenidos a partir de conjuntos de datos del mundo real demuestran la eficiencia del enfoque propuesto y su capacidad para filtrar numerosos patrones no estacionales e identificar aquellos que sí son estacionales.
Keywords
Citation
Lonlac, J., Doniec, A., Lujak, M., Lecoeuche, S.: On the Discovery of Seasonal Gradual Patterns through Periodic Patterns Mining. Information Systems 129 (2025) 102511. Elsevier
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