論文の概要: Flexi-Fuzz least squares SVM for Alzheimer's diagnosis: Tackling noise, outliers, and class imbalance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14207v1
- Date: Fri, 18 Oct 2024 06:47:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-21 14:24:49.872659
- Title: Flexi-Fuzz least squares SVM for Alzheimer's diagnosis: Tackling noise, outliers, and class imbalance
- Title(参考訳): Flexi-Fuzz least squares SVM for Alzheimer's diagnosis: Tackling noise, outliers, and class un Balance
- Authors: Mushir Akhtar, A. Quadir, M. Tanveer, Mohd. Arshad,
- Abstract要約: アルツハイマー病(英語: Alzheimer's disease、AD)は、認知症の主要な原因である神経変性疾患である。
ADの早期診断には多数の機械学習アルゴリズムが提案されている。
彼らはしばしばノイズ、アウトリーフ、クラス不均衡の問題に悩まされる。
我々はFlexi-Fuzzと呼ばれる新鮮で堅牢で柔軟な会員制を導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: Alzheimer's disease (AD) is a leading neurodegenerative condition and the primary cause of dementia, characterized by progressive cognitive decline and memory loss. Its progression, marked by shrinkage in the cerebral cortex, is irreversible. Numerous machine learning algorithms have been proposed for the early diagnosis of AD. However, they often struggle with the issues of noise, outliers, and class imbalance. To tackle the aforementioned limitations, in this article, we introduce a novel, robust, and flexible membership scheme called Flexi-Fuzz. This scheme integrates a novel flexible weighting mechanism, class probability, and imbalance ratio. The proposed flexible weighting mechanism assigns the maximum weight to samples within a specific proximity to the center, with a gradual decrease in weight beyond a certain threshold. This approach ensures that samples near the class boundary still receive significant weight, maintaining their influence in the classification process. Class probability is used to mitigate the impact of noisy samples, while the imbalance ratio addresses class imbalance. Leveraging this, we incorporate the proposed Flexi-Fuzz membership scheme into the least squares support vector machines (LSSVM) framework, resulting in a robust and flexible model termed Flexi-Fuzz-LSSVM. We determine the class-center using two methods: the conventional mean approach and an innovative median approach, leading to two model variants, Flexi-Fuzz-LSSVM-I and Flexi-Fuzz-LSSVM-II. To validate the effectiveness of the proposed Flexi-Fuzz-LSSVM models, we evaluated them on benchmark UCI and KEEL datasets, both with and without label noise. Additionally, we tested the models on the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) dataset for AD diagnosis. Experimental results demonstrate the superiority of the Flexi-Fuzz-LSSVM models over baseline models.
- Abstract(参考訳): アルツハイマー病(英語: Alzheimer's disease、AD)は、認知機能低下と記憶喪失を特徴とする認知症の主要な原因である。
大脳皮質の収縮が特徴で、その進行は不可逆である。
ADの早期診断には多数の機械学習アルゴリズムが提案されている。
しかし、彼らはしばしばノイズ、アウトレーヤ、クラス不均衡の問題に悩まされる。
上記の制限に対処するため、本稿では、フレキシファズと呼ばれる、新しく、堅牢で柔軟な会員制を導入する。
このスキームは、新しいフレキシブルな重み付け機構、クラス確率、不均衡比を統合する。
提案したフレキシブルな重み付け機構は、あるしきい値を超えて徐々に重量を減少させながら、中央に近い特定のサンプルに最大重量を割り当てる。
このアプローチにより、クラス境界付近のサンプルは依然としてかなりの重量を受け、分類過程における影響を維持することができる。
クラス確率はノイズのあるサンプルの影響を軽減するために使用され、不均衡比はクラス不均衡に対処する。
これを活用することで、提案したFlexi-Fuzzメンバシップスキームを最小二乗サポートベクタマシン(LSSVM)フレームワークに組み込むことで、Flexi-Fuzz-LSSVMと呼ばれる堅牢で柔軟なモデルを実現する。
従来の平均アプローチと革新的な中央値アプローチの2つの手法を用いて,クラスセンタを決定する。
提案したFlexi-Fuzz-LSSVMモデルの有効性を検証するため,ラベルノイズを伴わないベンチマークUCIおよびKEELデータセットを用いて評価を行った。
さらに、AD診断のためのAlzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI)データセット上で、これらのモデルを検証した。
実験結果は,ベースラインモデルよりもFlexi-Fuzz-LSSVMモデルの方が優れていることを示す。
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