Annual Conference on Human and Language Technology
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2019.10a
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pp.434-439
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2019
딥러닝 기반 분류 모델에 있어 데이터의 클래스 불균형 문제는 소수 클래스의 분류 성능을 크게 저하시킨다. 본 논문에서는 앞서 언급한 클래스 불균형 문제를 보완하기 위한 방안으로 적대적 학습 기법을 제안한다. 적대적 학습 기법의 성능 향상 여부를 확인하기 위해 총 4종의 딥러닝 기반 분류 모델을 정의하였으며, 해당 모델 간 분류 성능을 비교하였다. 실험 결과, 대화 데이터셋을 이용한 모델 학습 시 적대적 학습 기법을 적용할 경우 다수 클래스의 분류 성능은 유지하면서 동시에 소수 클래스의 분류 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
Park, Jeiyoon;Yang, Kisu;Park, Yewon;Lee, Moongi;Lee, Sangwon;Lim, Sooyeon;Cho, Jaehoon;Lim, Heuiseok
Annual Conference on Human and Language Technology
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2020.10a
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pp.507-511
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2020
오픈 도메인 대화에서 텍스트에 나타난 태도나 성향과 같은 화자의 주관적인 감정정보를 분석하는 것은 사용자들에게서 풍부한 응답을 이끌어 내고 동시에 제공하는 목적으로 사용될 수 있다. 하지만 한국어 감성분석에서 기존의 대부분의 연구들은 긍정과 부정 두개의 클래스 분류만을 다루고 있고 이는 현실 화자의 감정 정보를 정확하게 분석하기에는 어려움이 있다. 또한 최근에 오픈한 다중클래스로된 한국어 대화 감성분석 데이터셋은 중립 클래스가 전체 데이터셋의 절반을 차지하고 일부 클래스는 사용하기에 매우 적은, 다시 말해 클래스 간의 데이터 불균형 문제가 있어 다루기 굉장히 까다롭다. 이 논문에서 우리는 일곱개의 클래스가 존재하는 한국어 대화에서 세션들을 효율적으로 분류하는 기법들에 대해 논의한다. 우리는 극심한 클래스 불균형에도 불구하고 76.56 micro F1을 기록하였다.
In training a classification model using machine learning, the acquisition of training data is a very important stage, because the amount and quality of the training data greatly influence the model performance. However, when the cost of obtaining data is so high that it is difficult to build ideal training data, the number of samples for each class may be acquired very differently, and a serious data-imbalance problem can occur. If such a problem occurs in the training data, all classes are not trained equally, and classes containing relatively few data will have significantly lower recall values. Additionally, the reliability of evaluation indices such as accuracy and precision will be reduced. Therefore, this study sought to overcome the problem of data imbalance in two stages. First, we introduced weighted accuracy and weighted precision as new evaluation indices that can take into account a data-imbalance ratio by modifying conventional measures of accuracy and precision. Next, oversampling was performed to balance weighted precision and recall among classes. We verified the algorithm by applying it to the problem of facies classification. As a result, the imbalance between majority and minority classes was greatly mitigated, and the boundaries between classes could be more clearly identified.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.8
no.7
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pp.311-316
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2019
Classification problem is to predict the class to which an input data belongs. One of the most popular methods to do this is training a machine learning algorithm using the given dataset. In this case, the dataset should have a well-balanced class distribution for the best performance. However, when the dataset has an imbalanced class distribution, its classification performance could be very poor. To overcome this problem, we propose an over-sampling scheme that balances the number of data by using Conditional Generative Adversarial Networks (CGAN). CGAN is a generative model developed from Generative Adversarial Networks (GAN), which can learn data characteristics and generate data that is similar to real data. Therefore, CGAN can generate data of a class which has a small number of data so that the problem induced by imbalanced class distribution can be mitigated, and classification performance can be improved. Experiments using actual collected data show that the over-sampling technique using CGAN is effective and that it is superior to existing over-sampling techniques.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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v.45
no.6
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pp.179-186
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2008
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.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.15
no.7
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pp.11-17
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2010
This paper proposes an improved SMO solving a quadratic optmization problem for class imbalanced learning. The SMO algorithm is aproporiate for solving the optimization problem of a support vector machine that assigns the different regularization values to the two classes, and the prosoposed SMO learning algorithm iterates the learning steps to find the current optimal solutions of only two Lagrange variables selected per class. The proposed algorithm is tested with the UCI benchmarking problems and compared to the experimental results of the SMO algorithm with the g-mean measure that considers class imbalanced distribution for gerneralization performance. In comparison to the SMO algorithm, the proposed algorithm is effective to improve the prediction rate of the minority class data and could shorthen the training time.
In order to apply AI (Artificial Intelligence) in various industries, interest in algorithm selection is increasing. Algorithm selection is largely determined by the experience of a data scientist. However, in the case of an inexperienced data scientist, an algorithm is selected through meta-learning based on dataset characteristics. However, since the selection process is a black box, it was not possible to know on what basis the existing algorithm recommendation was derived. Accordingly, this study uses k-means cluster analysis to classify types according to data set characteristics, and to explore suitable classification algorithms and methods for resolving class imbalance. As a result of this study, four types were derived, and an appropriate class imbalance resolution method and classification algorithm were recommended according to the data set type.
Class imbalance is one of the significant challenges in deep learning tasks, particularly pronounced in areas with limited data. This study proposes a new approach that utilizes minimal labeled data for effectively classifying tomato leaf diseases. We introduced a recursive learning method using the YOLOv8 model. By utilizing the detection predictions of images on the training data as additional training data, the number of labeled data is progressively increased. Unlike conventional data augmentation and up-down sampling techniques, this method seeks to fundamentally solve the class imbalance problem by maximizing the utility of actual data. Based on the secured labeled data, tomato leaves were extracted, and diseases were classified using the EfficientNet model. This process achieved a high accuracy of 98.92%. Notably, a 12.9% improvement compared to the baseline was observed in the detection of Late blight diseases, which has the least amount of data. This research presents a methodology that addresses data imbalance issues while offering high-precision disease classification, with the expectation of application to other crops.
Recently there have been many research efforts focused on imbalanced data classification problems, since they are pervasive but hard to be solved. Approaches to the imbalanced data problems can be categorized into data level approach using re-sampling, algorithmic level one using cost functions, and ensembles of basic classifiers for performance improvement. As an algorithmic level approach, this paper proposes to use multilayer perceptrons with higher-order error functions. The error functions intensify the training of minority class patterns and weaken the training of majority class patterns. Mammography and thyroid data-sets are used to verify the superiority of the proposed method over the other methods such as mean-squared error, two-phase, and threshold moving methods.
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2018.10a
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pp.609-612
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2018
기계학습 분야에서 분류 문제를 해결하기 위해 다양한 알고리즘들이 연구되고 있다. 하지만 기존에 연구된 분류 알고리즘 대부분은 각 클래스에 속한 데이터 수가 거의 같다는 가정하에 학습을 진행하기 때문에 각 클래스의 데이터 수가 불균형한 경우 분류 정확도가 다소 떨어지는 현상을 보인다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Conditional Generative Adversarial Networks(CGAN)을 활용하여 데이터 수의 균형을 맞추는 오버샘플링 기법을 제안한다. CGAN은 데이터 수가 적은 클래스에 속한 데이터 특징을 학습하고 실제 데이터와 유사한 데이터를 생성한다. 이를 통해 클래스별 데이터의 수를 맞춰 분류 알고리즘의 분류 정확도를 높인다. 실제 수집된 데이터를 이용하여 CGAN을 활용한 오버샘플링 기법이 효과가 있음을 보이고 기존 오버샘플링 기법들과 비교하여 기존 기법들보다 우수함을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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