論文の概要: Analyzing Domestic Violence through Exploratory Data Analysis and Explainable Ensemble Learning Insights

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.15594v2
• Date: Tue, 21 Jan 2025 22:57:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 18:44:13.746721
• Title: Analyzing Domestic Violence through Exploratory Data Analysis and Explainable Ensemble Learning Insights
• Title（参考訳）: 探索的データ分析と説明可能なアンサンブル学習視点による家庭内暴力の分析
• Authors: Md Abrar Jahin, Saleh Akram Naife, Fatema Tuj Johora Lima, M. F. Mridha, Jungpil Shin,
• Abstract要約: 本研究は、男性家庭内暴力(MDV)を初めて探求し、その影響する要因を明らかにする。 バングラデシュの9大都市から収集したデータを探索データ分析(EDA)を用いて解析した。 EDAは, 言語虐待の頻度, 金銭的依存の影響, MDVにおける家族的・社会経済的要因の役割などのパターンを明らかにした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5825410941577593
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Domestic violence is commonly viewed as a gendered issue that primarily affects women, which tends to leave male victims largely overlooked. This study explores male domestic violence (MDV) for the first time, highlighting the factors that influence it and tackling the challenges posed by a significant categorical imbalance of 5:1 and a lack of data. We collected data from nine major cities in Bangladesh and conducted exploratory data analysis (EDA) to understand the underlying dynamics. EDA revealed patterns such as the high prevalence of verbal abuse, the influence of financial dependency, and the role of familial and socio-economic factors in MDV. To predict and analyze MDV, we implemented 10 traditional machine learning (ML) models, three deep learning models, and two ensemble models, including stacking and hybrid approaches. We propose a stacking ensemble model with ANN and CatBoost as base classifiers and Logistic Regression as the meta-model, which demonstrated the best performance, achieving 95% accuracy, a 99.29% AUC, and balanced metrics across evaluation criteria. Model-specific feature importance analysis of the base classifiers identified key features influencing their individual decision-making. Model-agnostic explainable AI techniques, SHAP and LIME, provided local and global insights into the decision-making processes of the proposed model, enhancing transparency and interpretability. Additionally, statistical validation using paired t-tests with 10-fold cross-validation and Bonferroni correction (alpha = 0.0036) confirmed the superior performance of our proposed model over alternatives.
• Abstract（参考訳）: 家庭内暴力は、主に女性に影響を及ぼす性的な問題と見なされ、男性の犠牲者は概して見落とされがちである。 本研究は、男性家庭内暴力(MDV)を初めて調査し、その影響要因と、5:1のカテゴリー的不均衡とデータの欠如によって引き起こされる課題に焦点をあてた。 バングラデシュの9大都市から収集したデータを探索データ分析(EDA)を用いて解析した。 EDAは, 言語虐待の頻度, 金銭的依存の影響, MDVにおける家族的・社会経済的要因の役割などのパターンを明らかにした。 MDVを予測および解析するために、従来の機械学習(ML)モデル10、ディープラーニングモデル3、およびスタックとハイブリッドアプローチを含む2つのアンサンブルモデルを実装した。 本稿では,ANN と CatBoost を基本分類器とし,ロジスティック回帰をメタモデルとし,95% の精度,99.29% の AUC を達成し,評価基準をまたいだバランスの取れた指標を提示する。 基本分類器のモデル固有の特徴重要度分析により,個々の意思決定に影響を及ぼす重要な特徴が同定された。 モデルに依存しない説明可能なAI技術であるSHAPとLIMEは、提案したモデルの意思決定プロセスに関するローカルおよびグローバルな洞察を提供し、透明性と解釈可能性を高める。 さらに,10倍のクロスバリデーションとボンフェロニ補正(アルファ=0.0036)を併用したペアt検定による統計的検証により,提案モデルの代替モデルよりも優れた性能が確認された。

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