論文の概要: HardVis: Visual Analytics to Handle Instance Hardness Using Undersampling and Oversampling Techniques

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.15753v1
• Date: Tue, 29 Mar 2022 17:04:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-03-30 13:33:06.490071
• Title: HardVis: Visual Analytics to Handle Instance Hardness Using Undersampling and Oversampling Techniques
• Title（参考訳）: HardVis:アンダーサンプリングとオーバーサンプリング技術を使ってインスタンスのハードネスを処理するビジュアルアナリティクス
• Authors: Angelos Chatzimparmpas, Fernando V. Paulovich, Andreas Kerren
• Abstract要約: HardVisは、主に不均衡な分類シナリオでインスタンスの硬さを処理するために設計されたビジュアル分析システムである。 ユーザはさまざまな視点からデータのサブセットを探索して、これらのパラメータをすべて決定できる。 HardVisの有効性と有効性は仮説的利用シナリオとユースケースで実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 74.09665819220567
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Despite the tremendous advances in machine learning (ML), training with imbalanced data still poses challenges in many real-world applications. Among a series of diverse techniques to solve this problem, sampling algorithms are regarded as an efficient solution. However, the problem is more fundamental, with many works emphasizing the importance of instance hardness. This issue refers to the significance of managing unsafe or potentially noisy instances that are more likely to be misclassified and serve as the root cause of poor classification performance. This paper introduces HardVis, a visual analytics system designed to handle instance hardness mainly in imbalanced classification scenarios. Our proposed system assists users in visually comparing different distributions of data types, selecting types of instances based on local characteristics that will later be affected by the active sampling method, and validating which suggestions from undersampling or oversampling techniques are beneficial for the ML model. Additionally, rather than uniformly undersampling/oversampling a specific class, we allow users to find and sample easy and difficult to classify training instances from all classes. Users can explore subsets of data from different perspectives to decide all those parameters, while HardVis keeps track of their steps and evaluates the model's predictive performance in a test set separately. The end result is a well-balanced data set that boosts the predictive power of the ML model. The efficacy and effectiveness of HardVis are demonstrated with a hypothetical usage scenario and a use case. Finally, we also look at how useful our system is based on feedback we received from ML experts.
• Abstract（参考訳）: 機械学習(ML)の飛躍的な進歩にもかかわらず、不均衡なデータによるトレーニングは、多くの現実世界のアプリケーションで依然として課題となっている。 この問題を解決するための様々な手法のうち、サンプリングアルゴリズムは効率的な解と見なされている。 しかし、問題はより根本的なものであり、多くの作品がインスタンスのハードネスの重要性を強調している。 この問題とは、分類が間違っており、分類性能の低下の根本原因となる可能性のある、安全でない、あるいはうるさいインスタンスを管理することの重要性を指す。 本稿では,不均衡な分類シナリオを中心に,インスタンスのハードネスを処理するビジュアル分析システムhardvisについて紹介する。 提案システムでは,異なるデータ型を視覚的に比較し,後にアクティブサンプリング法で影響を受ける局所的特徴に基づいてインスタンスの種類を選定し,アンダーサンプリングやオーバーサンプリングによる提案がmlモデルに有用かどうかを検証する。 さらに、特定のクラスを一様にアンサンプ/オーバーサンプリングする代わりに、ユーザーは簡単にサンプルを見つけることができ、すべてのクラスからトレーニングインスタンスを分類することは困難です。 ユーザーは異なる視点からデータのサブセットを探索してパラメータを決定することができるが、hardvisはそれぞれのステップを追跡し、テストセットでモデルの予測性能を評価する。 最終的な結果は、MLモデルの予測能力を高めるためのバランスのとれたデータセットである。 ハードビスの有効性と有効性は仮説的な使用シナリオとユースケースで示される。 最後に、MLの専門家から受け取ったフィードバックに基づいて、私たちのシステムがいかに有用かについても調べる。

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