Caractérisation logique de données : application aux données biologiques

Logical Characterization of Data : application to Biological Data

• Auteur / Autrice : Arthur Chambon
• Direction : Frédéric Saubion, Frédéric Lardeux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 13/12/2017
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etudes et de Recherche en Informatique d'Angers - Laboratoire d'Etudes et de Recherche en Informatique d'Angers / LERIA
• Jury : Président / Présidente : Arnaud Lallouet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tristan Boureau, Bruno Zanuttini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laetitia Jourdan, Lakhdar Saïs

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fonctions booléennes

Mots clés libres

Caractérisation logique de données

Données biologiques

Logical Characterization of Data

Biological Data

Boolean Functions

Résumé

L’analyse de groupes de données binaires est aujourd’hui un défi au vu des quantités de données collectées. Elle peut être réalisée par des approches logiques. Ces approches identifient dessous-ensembles d’attributs booléens pertinents pour caractériser les observations d’un groupe et peuvent aider l’utilisateur à mieux comprendre les propriétés de ce groupe.Cette thèse présente une approche pour caractériser des groupes de données binaires en identifiant un sous-ensemble minimal d’attributs permettant de distinguer les données de différents groupes.Nous avons défini avec précision le problème de la caractérisation multiple et proposé de nouveaux algorithmes qui peuvent être utilisés pour résoudre ses différentes variantes. Notre approche de caractérisation de données peut être étendue à la recherche de patterns (motifs) dans le cadre de l’analyse logique de données. Un pattern peut être considéré comme une explication partielle des observations positives pouvant être utilisées par les praticiens, par exemple à des fins de diagnostic. De nombreux patterns existent et plusieurs critères de préférence peuvent être ajoutés pour se concentrer sur des ensembles plus restreints (prime patterns,strong patterns,. . .). Nous proposons donc une comparaison entre ces deux méthodologies ainsi que des algorithmes pour générer des patterns. Un autre objectif est d’étudier les propriétés des solutions calculées en fonction des propriétés topologiques des instances. Des expériences sont menées sur de véritables ensembles de données biologiques.

Analysis of groups of binary data is now a challenge given the amount of collected data. It can be achieved by logical based approaches. These approaches identify subsets of relevant Boolean attributes to characterize the observations of a group and may help the user to better understand the properties of this group. This thesis presents an approach for characterizing groups of binary data by identifying a minimal subset of attributes that allows to distinguish data from different groups. We have precisely defined the multiple characterization problem and proposed new algorithms that can be used to solve its different variants. Our data characterization approach can be extended to search for patterns in the framework of logical analysis of data. A pattern can be considered as a partial explanation of the positive observations that can be used by practitioners, for instance for diagnosis purposes. Many patterns may exist and several preference criteria can be added in order to focus on more restricted sets of patterns (prime patterns, strong patterns, . . . ). We propose a comparison between these two methodologies as well as algorithms for generating patterns. The purpose is also to precisely study the properties of the solutions that are computed with regards to the topological properties of the instances. Experiments are thus conducted on real biological data.