論文の概要: Artificial Inductive Bias for Synthetic Tabular Data Generation in Data-Scarce Scenarios

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03080v1
• Date: Wed, 3 Jul 2024 12:53:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-07-04 14:16:16.228901
• Title: Artificial Inductive Bias for Synthetic Tabular Data Generation in Data-Scarce Scenarios
• Title（参考訳）: データスカースシナリオにおける人工インダクティブバイアスによる合成語彙データ生成
• Authors: Patricia A. Apellániz, Ana Jiménez, Borja Arroyo Galende, Juan Parras, Santiago Zazo,
• Abstract要約: 本稿では,限られた実データ環境下でDGM(Deep Generative Models)を用いて,現実的で信頼性の高い合成データを生成する手法を提案する。 本稿では,移動学習とメタ学習技術を用いて,DGMにおける人工的帰納バイアスを生成する方法を提案する。 我々は,2つの最先端DGM,すなわち変分オートエンコーダとジェネレーティブ・アダクティブ・アダクティブ・ネットワークを用いて,人工的帰納バイアスがより優れた合成データ品質をもたらすことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.062368743143388
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: While synthetic tabular data generation using Deep Generative Models (DGMs) offers a compelling solution to data scarcity and privacy concerns, their effectiveness relies on substantial training data, often unavailable in real-world applications. This paper addresses this challenge by proposing a novel methodology for generating realistic and reliable synthetic tabular data with DGMs in limited real-data environments. Our approach proposes several ways to generate an artificial inductive bias in a DGM through transfer learning and meta-learning techniques. We explore and compare four different methods within this framework, demonstrating that transfer learning strategies like pre-training and model averaging outperform meta-learning approaches, like Model-Agnostic Meta-Learning, and Domain Randomized Search. We validate our approach using two state-of-the-art DGMs, namely, a Variational Autoencoder and a Generative Adversarial Network, to show that our artificial inductive bias fuels superior synthetic data quality, as measured by Jensen-Shannon divergence, achieving relative gains of up to 50\% when using our proposed approach. This methodology has broad applicability in various DGMs and machine learning tasks, particularly in areas like healthcare and finance, where data scarcity is often a critical issue.
• Abstract（参考訳）: Deep Generative Models (DGMs) を用いた合成表データ生成は、データの不足とプライバシの懸念に対する説得力のある解決策を提供するが、それらの有効性は、現実のアプリケーションでは利用できない、実質的なトレーニングデータに依存している。 本稿では,DGMを用いた現実的で信頼性の高い合成表データを,限られた実データ環境下で生成する手法を提案する。 本稿では,移動学習とメタ学習技術を用いて,DGMにおける人工的帰納バイアスを生成する方法を提案する。 このフレームワークでは,モデル非依存型メタラーニングやドメインランダム化検索など,事前学習やモデル平均化といったトランスファー学習戦略が,優れたメタラーニングアプローチであることを示した。 我々は,2つの最先端DGM,すなわち変分オートエンコーダとジェネレーティブ・アドバーサリアル・ネットワークを用いて,我々の人工的誘導バイアスが,ジェンセン=シャノンの発散によって測定された合成データ品質を向上し,提案手法を用いた場合の相対利得を最大50%向上させることを示す。 この方法論は、さまざまなDGMや機械学習タスク、特にデータの不足が重大な問題である医療や金融といった分野において、幅広い適用性を持っている。

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