Abstract
In this paper we analyse the effects of Bayesian algorithm in teaming class imbalance problems and compare the performance evaluation methods. The teaming performance of the Bayesian algorithm is evaluated over the class imbalance problems generated by priori data distribution, imbalance data rate and discrimination complexity. The experimental results are calculated by the AUC(Area Under the Curve) values of both ROC(Receiver Operator Characteristic) and PR(Precision-Recall) evaluation measures and compared according to imbalance data rate and discrimination complexity. In comparison and analysis, the Bayesian algorithm suffers from the imbalance rate, as the same result in the reported researches, and the data overlapping caused by discrimination complexity is the another factor that hampers the learning performance. As the discrimination complexity and class imbalance rate of the problems increase, the learning performance of the AUC of a PR measure is much more variant than that of the AUC of a ROC measure. But the performances of both measures are similar with the low discrimination complexity and class imbalance rate of the problems. The experimental results show 4hat the AUC of a PR measure is more proper in evaluating the learning of class imbalance problem and furthermore gets the benefit in designing the optimal learning model considering a misclassification cost.
본 논문에서는 베이지안 알고리즘이 불균형 데이터의 학습 시 나타나는 현상을 분석하고 성능 평가 방법을 비교하였다. 사전 데이터 분포를 가정하고 불균형 데이터 비율과 분류 복잡도에 따라 발생된 분류 문제에 대해 베이지안 학습을 수행하였다. 실험 결과는 ROC(Receiver Operator Characteristic)와 PR(Precision-Recall) 평가 방법의 AUC(Area Under the Curve)를 계사하여 불균형 데이터 비율과 분류 복잡도에 따라 분석되었다. 비교 분석에서 불균형 비율은 기 수행된 연구 결과와 같이 베이지안 학습에 영향을 주었으며, 높은 분류 복잡도로부터 나타나는 데이터 중복은 학습 성능을 방해하는 요인으로 확인되었다. PR 평가의 AUC는 높은 분류 복잡도와 높은 불균형 데이터 비율에서 ROC 평가의 AUC보다 학습 성능의 차이가 크게 나타났다. 그러나 낮은 분류 복잡도와 낮은 불균형 데이터 비율의 문제에서 두 측정 방법의 학습 성능의 차이는 미비하거나 비슷하였다. 이러한 결과로부터 PR 평가의 AUC는 클래스 불균형 문제의 학습 모델의 설계와 오분류 비용을 고려한 최적의 학습기를 결정하는데 도움을 줄 수 있다.