Uma abordagem para a pós-seleção de ensembles utilizando conceitos de oráculo e multi-view learning

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: CORDEIRO, Paulo Roger Gomes
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56918
Resumo: Os Sistema de múltiplos classificadores (SMC) foram desenvolvidos como alternativa às abor- dagens tradicionais que utilizam classificadores individuais. Entre as abordagens de SMC, os algoritmos de Seleção dinâmica de ensemble (SDE) destacam-se por apresentarem melhor desempenho em diversos cenários. Contudo, mesmo com os resultados promissores das abor- dagens de SDE, dada a heterogeneidade dos cenários de aplicação, é improvável que um único algoritmo SDE seja a solução ideal em todos os casos. É diante dessa lacuna que este trabalho propõe um novo método denominado Post-Selection Dynamic Ensemble Selection (PS-DES). O PS-DES atua como uma estratégia de pós-seleção, avaliando e escolhendo os melhores ensembles selecionados por diferentes técnicas de SDE, para cada amostra apresentada. Para avaliar os ensembles é proposta uma nova medida denominada Hardness-aware Oracle (HaO). Ao contrário da avaliação tradicional, aplicada em técnicas SDE que é centrada em classifi- cadores individuais, o HaO estende o conceito do Oráculo ao analisar como os classificadores do ensemble selecionado cooperam entre si. Também é proposto adicionar uma nova camada ao PS-DES, visando gerar mais diversidade ao sistema, utilizando conceitos de Multi-view learning (MVL) ao aplicar diversas funções de transformação nos dados originais. Essa versão do PS-DES é chamada de Post-Selection Dynamic Ensemble Selection with Multi-View Le- arning (PS-DES-MVL). Para avaliar as abordagens propostas, foram realizados experimentos em 30 bases de dados, utilizando configurações de pools homogêneas e heterogêneas com três classificadores-base (Perceptron, Logistic Regression e Naive Bayes), avaliando o PS-DES com quatro abordagens de SDE estabelecidas na literatura. A avaliação do PS-DES-MVL segue o mesmo arranjo experimental apresentado para o PS-DES, adicionando a aplicação de técnicas de geração de views. Os resultados demonstraram que o PS-DES supera ou obtém resultados similares às abordagens SDE individuais, principalmente em configurações de pools hetero- gêneas. Além disso, o PS-DES demonstrou eficiência na escolha de técnicas SDE adequadas a diferentes situações. O PS-DES-MVL, ao avaliar formas individuais de geração de views, obteve resultados similares ou superiores na maior parte das análises.
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O PS-DES atua como uma estratégia de pós-seleção, avaliando e escolhendo os melhores ensembles selecionados por diferentes técnicas de SDE, para cada amostra apresentada. Para avaliar os ensembles é proposta uma nova medida denominada Hardness-aware Oracle (HaO). Ao contrário da avaliação tradicional, aplicada em técnicas SDE que é centrada em classifi- cadores individuais, o HaO estende o conceito do Oráculo ao analisar como os classificadores do ensemble selecionado cooperam entre si. Também é proposto adicionar uma nova camada ao PS-DES, visando gerar mais diversidade ao sistema, utilizando conceitos de Multi-view learning (MVL) ao aplicar diversas funções de transformação nos dados originais. Essa versão do PS-DES é chamada de Post-Selection Dynamic Ensemble Selection with Multi-View Le- arning (PS-DES-MVL). Para avaliar as abordagens propostas, foram realizados experimentos em 30 bases de dados, utilizando configurações de pools homogêneas e heterogêneas com três classificadores-base (Perceptron, Logistic Regression e Naive Bayes), avaliando o PS-DES com quatro abordagens de SDE estabelecidas na literatura. A avaliação do PS-DES-MVL segue o mesmo arranjo experimental apresentado para o PS-DES, adicionando a aplicação de técnicas de geração de views. Os resultados demonstraram que o PS-DES supera ou obtém resultados similares às abordagens SDE individuais, principalmente em configurações de pools hetero- gêneas. Além disso, o PS-DES demonstrou eficiência na escolha de técnicas SDE adequadas a diferentes situações. O PS-DES-MVL, ao avaliar formas individuais de geração de views, obteve resultados similares ou superiores na maior parte das análises.Multiple classifier systems (MCS) have been developed as an alternative to traditional ap- proaches using individual classifiers. Among SMC approaches, Dynamic Ensemble Selection (DES) algorithms stand out for better performance in various scenarios. However, even with the promising results of SDE approaches, given the heterogeneity of application scenarios, a single DES algorithm is unlikely to be the ideal solution in all cases. Given this shortcom- ing, this thesis proposes a new method called Post-Selection Dynamic Ensemble Selection (PS-DES). PS-DES works as a post-selection strategy, evaluating and choosing the best en- sembles selected by different EDS techniques, for each sample presented. A new measure called Hardness-aware Oracle (HaO) is also proposed to evaluate the ensembles. Unlike the traditional evaluation applied to DES techniques, which focuses on individual classifiers, HaO extends the Oracle concept by analyzing how the classifiers in the selected ensemble cooperate. It is also proposed to add a new layer to PS-DES to generate more diversity in the system, using Multi-view learning (MVL) concepts by applying various transformation functions to the original data. This version of PS-DES is called Post-Selection Dynamic Ensemble Selection with Multi-View Learning (PS-DES-MVL). To evaluate the proposed approaches, experiments were carried out on 30 databases, using homogeneous and heterogeneous pool configurations with three base classifiers (Perceptron, Logistic Regression, and Naive Bayes), evaluating PS- DES with four state-of-the-art DES approaches. The evaluation of PS-DES-MVL follows the same experimental setup presented for PS-DES, adding the application of view generation techniques. The results have shown that PS-DES outperforms or achieves similar results to the individual DES approaches, especially in heterogeneous pool configurations. In addition, PS-DES demonstrated efficiency in choosing DES techniques suitable for different situations. PS-DES-MVL, when evaluating individual methods of generating views, obtained similar or superior results in most of the analyses.Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da ComputacaoCAVALCANTI, George Darmiton da CunhaCRUZ, Rafael Menelau Oliveira ehttp://lattes.cnpq.br/7671177677866299http://lattes.cnpq.br/8577312109146354http://lattes.cnpq.br/1143656271684404CORDEIRO, Paulo Roger Gomes2024-07-23T14:32:29Z2024-07-23T14:32:29Z2024-02-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCORDEIRO, Paulo Roger Gomes. Uma abordagem para a pós-seleção de ensembles utilizando conceitos de oráculo e multi-view learning. 2024. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2024.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56918porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPE2024-07-24T05:21:52Zoai:repositorio.ufpe.br:123456789/56918Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212024-07-24T05:21:52Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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