論文の概要: Class Binarization to NeuroEvolution for Multiclass Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.13876v1
- Date: Sat, 26 Aug 2023 13:26:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-29 18:26:21.234741
- Title: Class Binarization to NeuroEvolution for Multiclass Classification
- Title(参考訳): 多クラス分類のための神経進化へのクラスバイナリ化
- Authors: Gongjin Lan, Zhenyu Gao, Lingyao Tong, Ting Liu
- Abstract要約: マルチクラス分類は、機械学習における基本的で挑戦的なタスクである。
多クラス分類をバイナリ分類の集合に分解することは、クラスバイナライゼーション(class binarization)と呼ばれる。
マルチクラス分類のための神経進化のクラスバイナライズ戦略を設計するために,誤り訂正出力符号(ECOC)を適用した新しい手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.179400849826216
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multiclass classification is a fundamental and challenging task in machine
learning. The existing techniques of multiclass classification can be
categorized as (i) decomposition into binary (ii) extension from binary and
(iii) hierarchical classification. Decomposing multiclass classification into a
set of binary classifications that can be efficiently solved by using binary
classifiers, called class binarization, which is a popular technique for
multiclass classification. Neuroevolution, a general and powerful technique for
evolving the structure and weights of neural networks, has been successfully
applied to binary classification. In this paper, we apply class binarization
techniques to a neuroevolution algorithm, NeuroEvolution of Augmenting
Topologies (NEAT), that is used to generate neural networks for multiclass
classification. We propose a new method that applies Error-Correcting Output
Codes (ECOC) to design the class binarization strategies on the neuroevolution
for multiclass classification. The ECOC strategies are compared with the class
binarization strategies of One-vs-One and One-vs-All on three well-known
datasets Digit, Satellite, and Ecoli. We analyse their performance from four
aspects of multiclass classification degradation, accuracy, evolutionary
efficiency, and robustness. The results show that the NEAT with ECOC performs
high accuracy with low variance. Specifically, it shows significant benefits in
a flexible number of binary classifiers and strong robustness.
- Abstract(参考訳): マルチクラス分類は、機械学習の基本的で困難なタスクである。
既存の多クラス分類のテクニックは、分類できる。
(i)二分体への分解
(ii)バイナリーからの拡張と
(iii)階層分類。
多クラス分類を二分分類器(class binarization)と呼ばれる二分分類器を用いて効率的に解くことのできる一組の二分分類に分解する。
ニューラルネットワークの構造と重みを進化させる汎用的で強力な技術である神経進化は、バイナリ分類に成功している。
本稿では,神経進化アルゴリズムであるneat(neuralevolution of augmenteding topologies)に対して,多クラス分類のためのニューラルネットワークを生成するためのクラスバイナリ化手法を適用する。
マルチクラス分類のための神経進化のクラスバイナライズ戦略を設計するために,誤り訂正出力符号(ECOC)を適用した新しい手法を提案する。
ECOC戦略は、Digit, Satellite, Ecoliの3つのよく知られたデータセット上で、One-vs-OneとOne-vs-Allのクラスバイナライズ戦略と比較される。
本研究では,マルチクラス分類の分解,精度,進化効率,ロバスト性という4つの側面からその性能を分析する。
その結果,ECOCを用いたNEATの精度は低ばらつきで高いことがわかった。
具体的には、柔軟なバイナリ分類器の数と強い堅牢性において大きなメリットがある。
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