Exportação concluída — 

Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Silva, Lucas Nildaimon dos Santos
Orientador(a): Silva, Diego Furtado lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791
Resumo: AutoML has the goal to find the best Machine Learning (ML) pipeline in a complex and high dimensional search space by evaluating multiple algorithm configurations. Training multiple ML algorithms is time costly, and as AutoML tools usually obey a time constraint, the exploration of the search space may find sub-optimal results. In this work, we explore the application of curriculum learning techniques to overcome this limitation. Curriculum learning and anti-curriculum learning are strategies for ordering examples during model training based on their difficulty. These have shown to improve model performance and accelerate the training process on previous empirical investigations using optimization-based models. We apply and compare curriculum strategies on two optimizers of an AutoML system to accelerate the search space exploration and find good performing machine learning pipelines with efficiency. The results indicate that AutoML can benefit from a curriculum strategy. In most of the evaluated scenarios, the curriculum strategies led the AutoML algorithm to better classification results.
id SCAR_1051b859b2b990f7856d3c43b198486c
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/14791
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Silva, Lucas Nildaimon dos SantosSilva, Diego Furtadohttp://lattes.cnpq.br/7662777934692986http://lattes.cnpq.br/818455337319895179514cc2-7a3f-4422-af6b-9973e93672852021-08-23T14:23:00Z2021-08-23T14:23:00Z2021-05-25SILVA, Lucas Nildaimon dos Santos. Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791AutoML has the goal to find the best Machine Learning (ML) pipeline in a complex and high dimensional search space by evaluating multiple algorithm configurations. Training multiple ML algorithms is time costly, and as AutoML tools usually obey a time constraint, the exploration of the search space may find sub-optimal results. In this work, we explore the application of curriculum learning techniques to overcome this limitation. Curriculum learning and anti-curriculum learning are strategies for ordering examples during model training based on their difficulty. These have shown to improve model performance and accelerate the training process on previous empirical investigations using optimization-based models. We apply and compare curriculum strategies on two optimizers of an AutoML system to accelerate the search space exploration and find good performing machine learning pipelines with efficiency. The results indicate that AutoML can benefit from a curriculum strategy. In most of the evaluated scenarios, the curriculum strategies led the AutoML algorithm to better classification results.A automatização do aprendizado de máquina (AutoML) tem como objetivo encontrar o melhor pipeline de aprendizado de máquina (ML) em um espaço de pesquisa complexo e de grande dimensionalidade, avaliando várias configurações de algoritmos. O treinamento de vários algoritmos de ML custa tempo e, como as ferramentas de AutoML geralmente obedecem a uma restrição de tempo, a exploração do espaço de pesquisa pode encontrar resultados abaixo do ideal. Neste trabalho, exploramos a aplicação de técnicas de aprendizado de currículo para superar essa limitação. A aprendizagem curricular e a aprendizagem anticurricular são estratégias para ordenar exemplos durante o treinamento do modelo com base em sua dificuldade. Estes mostraram melhorar o desempenho de modelos e acelerar o processo de treinamento em investigações empíricas anteriores usando modelos baseados em otimização. Aplicamos e comparamos estratégias de currículo em dois otimizadores de um sistema AutoML para melhorar a exploração do espaço de pesquisa e encontrar pipelines de aprendizado de máquina de bom desempenho com eficiência. Os resultados indicam que o AutoML pode se beneficiar de uma estratégia curricular. Na maioria dos cenários avaliados, as estratégias de currículo levaram o algoritmo AutoML a melhores resultados de classificação.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: Código de Financiamento 001B2W Digital: 23112.000186/2020-97engUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAutoMLCurriculum learningMachine learningAprendizagem curricular,Aprendizagem de máquinaCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAOCurriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problemAprendizagem de currículo aplicada ao problema de seleção de algoritmo e otimização de hiperparâmetros combinadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6009185a24d-3ee1-48a1-82f2-dad58a6b653ereponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação_LucasNildaimon.pdfDissertação_LucasNildaimon.pdfVersão final da dissertação com folha de aprovaçãoapplication/pdf1062770https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/13fef18c-4cce-4d6f-b1b7-ef9b131e4eff/download89d032c7c66a44c9d09cd7a904dc0ef8MD51trueAnonymousREADPPGCC_Lucas Nildaimon.pdfPPGCC_Lucas Nildaimon.pdfCarta comprovanteapplication/pdf78960https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/37106940-5ee0-42b6-ace8-3d63eed2cde9/download68f9a9c03862c179e4fdcdf31cc01ef3MD52falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/af2639cd-9c84-4c12-9f5a-1251e413b6ab/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREADTEXTDissertação_LucasNildaimon.pdf.txtDissertação_LucasNildaimon.pdf.txtExtracted texttext/plain118039https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/eb30393c-7145-4537-abac-539dd7bdcf50/downloada46350522db8e5210b7f451e56c218d4MD58falseAnonymousREADPPGCC_Lucas Nildaimon.pdf.txtPPGCC_Lucas Nildaimon.pdf.txtExtracted texttext/plain1585https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/41289ad6-74d8-4a11-b9dd-b62bce778f90/downloadae69557d1eca7a613b1ebc0fac7fd2b8MD510falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertação_LucasNildaimon.pdf.jpgDissertação_LucasNildaimon.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8490https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/10856f64-c9b9-4411-8a70-0a41b2c5bb4e/downloadf80eee103830838ad2a8084c25e6c8b9MD59falseAnonymousREADPPGCC_Lucas Nildaimon.pdf.jpgPPGCC_Lucas Nildaimon.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12961https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/108415b2-582b-43f0-9c00-43fbf1660fe5/downloadee5eeaf49cbdf2eba3419c4218ccfd74MD511falseAnonymousREAD20.500.14289/147912025-02-05 20:06:41.354http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/14791https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T23:06:41Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.eng.fl_str_mv Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
dc.title.alternative.por.fl_str_mv Aprendizagem de currículo aplicada ao problema de seleção de algoritmo e otimização de hiperparâmetros combinados
title Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
spellingShingle Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
Silva, Lucas Nildaimon dos Santos
AutoML
Curriculum learning
Machine learning
Aprendizagem curricular,
Aprendizagem de máquina
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
title_short Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
title_full Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
title_fullStr Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
title_full_unstemmed Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
title_sort Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem
author Silva, Lucas Nildaimon dos Santos
author_facet Silva, Lucas Nildaimon dos Santos
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8184553373198951
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Lucas Nildaimon dos Santos
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Silva, Diego Furtado
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7662777934692986
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 79514cc2-7a3f-4422-af6b-9973e9367285
contributor_str_mv Silva, Diego Furtado
dc.subject.eng.fl_str_mv AutoML
Curriculum learning
Machine learning
topic AutoML
Curriculum learning
Machine learning
Aprendizagem curricular,
Aprendizagem de máquina
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
dc.subject.por.fl_str_mv Aprendizagem curricular,
Aprendizagem de máquina
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
description AutoML has the goal to find the best Machine Learning (ML) pipeline in a complex and high dimensional search space by evaluating multiple algorithm configurations. Training multiple ML algorithms is time costly, and as AutoML tools usually obey a time constraint, the exploration of the search space may find sub-optimal results. In this work, we explore the application of curriculum learning techniques to overcome this limitation. Curriculum learning and anti-curriculum learning are strategies for ordering examples during model training based on their difficulty. These have shown to improve model performance and accelerate the training process on previous empirical investigations using optimization-based models. We apply and compare curriculum strategies on two optimizers of an AutoML system to accelerate the search space exploration and find good performing machine learning pipelines with efficiency. The results indicate that AutoML can benefit from a curriculum strategy. In most of the evaluated scenarios, the curriculum strategies led the AutoML algorithm to better classification results.
publishDate 2021
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-08-23T14:23:00Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-08-23T14:23:00Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2021-05-25
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Lucas Nildaimon dos Santos. Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791
identifier_str_mv SILVA, Lucas Nildaimon dos Santos. Curriculum learning applied to the combined algorithm selection and hyperparameter optimization problem. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/14791
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
dc.relation.authority.fl_str_mv 9185a24d-3ee1-48a1-82f2-dad58a6b653e
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/13fef18c-4cce-4d6f-b1b7-ef9b131e4eff/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/37106940-5ee0-42b6-ace8-3d63eed2cde9/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/af2639cd-9c84-4c12-9f5a-1251e413b6ab/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/eb30393c-7145-4537-abac-539dd7bdcf50/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/41289ad6-74d8-4a11-b9dd-b62bce778f90/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/10856f64-c9b9-4411-8a70-0a41b2c5bb4e/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/108415b2-582b-43f0-9c00-43fbf1660fe5/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 89d032c7c66a44c9d09cd7a904dc0ef8
68f9a9c03862c179e4fdcdf31cc01ef3
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
a46350522db8e5210b7f451e56c218d4
ae69557d1eca7a613b1ebc0fac7fd2b8
f80eee103830838ad2a8084c25e6c8b9
ee5eeaf49cbdf2eba3419c4218ccfd74
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688858176978944