Cherenkov Gamma Telescope观察高能量伽马射线,利用由γ发出的电磁淋浴内产生的带电粒子发出的辐射,并在大气中发展。探测器记录并允许重建淋浴参数。使用称为Corsika的蒙特卡罗仿真算法实现了参数值的重建。本研究开发了多种基于机器学习的分类模型,并评估了它们的性能。将不同的数据转换和特征提取技术应用于数据集以评估对两个单独的性能度量的影响。建议申请的结果表明,不同的数据转换没有显着影响(P = 0.3165)模型的性能。成对比较表明,来自每个变换数据的性能与原始数据的性能没有显着不同。此外,SVM算法在标准化数据集中产生了最高的性能分数。总之,本研究表明,在标准化数据集上使用SVM比其他数据变换的其他算法在标准化数据集上使用SVM来预测高能伽马粒子。
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冠心病,是一种心血管疾病(CVD)的形式,是全世界死亡的主要原因。如果在早期发现或诊断,存活的几率很好。目前的报告讨论了使用机器学习(ML)算法进行冠心病数据集分类的比较方法。目前的研究创建并测试了几种基于机器学习的分类模型。对数据集进行扫描以处理不平衡的类和特征选择技术,以评估对两个不同性能度量的影响。结果表明,与采用的其他算法相比,逻辑回归在原始数据集中产生了最高的性能分数。总之,本研究表明,加工良好和标准化的数据集上的LR可以预测冠心病,比其他算法更高。
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由于其在生态调查的潜在适用性,青蛙的声学分类最近已经受到了很多关注。已经提出了鉴定青蛙物种的许多研究,尽管大多数记录的物种被认为是单型批量的。本研究的目的是展示使用音频记录对各种青蛙物种进行分类的方法。更确切地说,首先将连续青蛙录制切成音频片段(10秒)。然后,对于每个十秒钟记录,构造了几个时间频率表示。在此之后,而不是使用手动创建的功能,使用机器学习方法来对青蛙物种进行分类。数据减少技术;主成分分析(PCA)和独立分量分析(ICA)用于在分类之前提取最重要的功能。最后,为了验证我们的分类准确性,使用交叉验证和预测准确性。实验结果表明,PCA提取的特征,以交叉验证和预测准确性实现了更好的分类精度。
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痴呆症是一种神经精神脑障碍,通常会在一个或多个脑细胞停止部分或根本停止工作时发生。在疾病的早期阶段诊断这种疾病是从不良后果中挽救生命并为他们提供更好的医疗保健的至关重要的任务。事实证明,机器学习方法在预测疾病早期痴呆症方面是准确的。痴呆的预测在很大程度上取决于通常从归一化的全脑体积(NWBV)和地图集缩放系数(ASF)收集的收集数据类型,这些数据通常测量并从磁共振成像(MRIS)中进行校正。年龄和性别等其他生物学特征也可以帮助诊断痴呆症。尽管许多研究使用机器学习来预测痴呆症,但我们无法就这些方法的稳定性得出结论,而这些方法在不同的实验条件下更准确。因此,本文研究了有关痴呆预测的机器学习算法的性能的结论稳定性。为此,使用7种机器学习算法和两种功能还原算法,即信息增益(IG)和主成分分析(PCA)进行大量实验。为了检查这些算法的稳定性,IG的特征选择阈值从20%更改为100%,PCA尺寸从2到8。这导致了7x9 + 7x7 = 112实验。在每个实验中,都记录了各种分类评估数据。获得的结果表明,在七种算法中,支持向量机和天真的贝叶斯是最稳定的算法,同时更改选择阈值。同样,发现使用IG似乎比使用PCA预测痴呆症更有效。
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Dataset scaling, also known as normalization, is an essential preprocessing step in a machine learning pipeline. It is aimed at adjusting attributes scales in a way that they all vary within the same range. This transformation is known to improve the performance of classification models, but there are several scaling techniques to choose from, and this choice is not generally done carefully. In this paper, we execute a broad experiment comparing the impact of 5 scaling techniques on the performances of 20 classification algorithms among monolithic and ensemble models, applying them to 82 publicly available datasets with varying imbalance ratios. Results show that the choice of scaling technique matters for classification performance, and the performance difference between the best and the worst scaling technique is relevant and statistically significant in most cases. They also indicate that choosing an inadequate technique can be more detrimental to classification performance than not scaling the data at all. We also show how the performance variation of an ensemble model, considering different scaling techniques, tends to be dictated by that of its base model. Finally, we discuss the relationship between a model's sensitivity to the choice of scaling technique and its performance and provide insights into its applicability on different model deployment scenarios. Full results and source code for the experiments in this paper are available in a GitHub repository.\footnote{https://github.com/amorimlb/scaling\_matters}
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研究表明,心血管疾病(CVD)对人类健康是恶性的研究。因此,重要的是具有有效的CVD预后方法。为此,医疗保健行业采用了基于机器学习的智能解决方案,以减轻CVD预后的手动过程。因此,这项工作提出了一种信息融合技术,该技术通过分析方差(ANOVA)和域专家的知识结合了人的关键属性。它还引入了新的CVD数据样本集,用于新兴研究。进行了三十八个实验,以验证四个公开可用基准数据集中提出的框架的性能以及在这项工作中新创建的数据集。消融研究表明,所提出的方法可以达到竞争平均平均准确性(MAA)为99.2%,平均AUC平均AUC为97.9%。
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机器学习(ML)应用程序的数据量不断增长。不仅是观察的数量,特别是测量变量的数量(特征)增加了持续的数字化。选择最适合预测建模的功能是ML在商业和研究中取得成功的重要杠杆。特征选择方法(FSM)独立于某种ML算法 - 所谓的过滤方法 - 已毫无意义地建议,但研究人员和定量建模的指导很少,以选择典型ML问题的适当方法。本次审查在特征选择基准上综合了大量文献,并评估了58种方法在广泛使用的R环境中的性能。对于具体的指导,我们考虑了四种典型的数据集方案,这些情况挑战ML模型(嘈杂,冗余,不平衡数据和具有比观察特征更多的案例)。绘制早期基准的经验,该基准测试较少的FSMS,我们根据四个标准进行比较方法的性能(预测性能,所选的相关功能数,功能集和运行时的稳定性)。我们发现依赖于随机森林方法的方法,双输入对称相关滤波器(浪费)和联合杂质滤波器(Jim)是给定的数据集方案的良好性候选方法。
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包括机器学习在内的计算分析方法对基因组学和医学领域具有重大影响。高通量基因表达分析方法,例如微阵列技术和RNA测序产生大量数据。传统上,统计方法用于基因表达数据的比较分析。但是,针对样品观察分类或发现特征基因的分类的更复杂的分析需要复杂的计算方法。在这篇综述中,我们编译了用于分析表达微阵列数据的各种统计和计算工具。即使在表达微阵列的背景下讨论了这些方法,也可以将它们应用于RNA测序和定量蛋白质组学数据集的分析。我们讨论缺失价值的类型以及其插补中通常采用的方法和方法。我们还讨论了数据归一化,特征选择和特征提取的方法。最后,详细描述了分类和类发现方法及其评估参数。我们认为,这项详细的审查将帮助用户根据预期结果选择适当的方法来预处理和分析其数据。
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数据转换(DT)是将原始数据转换为支持特定分类算法的形式的过程,并有助于分析特殊目的的数据。为了提高预测性能,我们调查了各种数据变换方法。本研究在电信行业(TCI)中的客户流失预测(CCP)背景下进行,客户疲劳是一种常见的现象。我们提出了一种与CCP问题的机器学习模型相结合的数据转换方法的新方法。我们在公开的TCI数据集中进行了实验,并在广泛使用的评估措施方面评估了性能(例如,AUC,精确,召回和F测量)。在这项研究中,我们提出了全面的比较来肯定转化方法的影响。比较结果和统计检验证明,大多数所提出的基于数据转换的优化模型显着提高了CCP的性能。总的来说,通过这份手稿介绍了电信行业的有效和优化的CCP模型。
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快速准确地检测该疾病可以大大帮助减少任何国家医疗机构对任何大流行期间死亡率降低死亡率的压力。这项工作的目的是使用新型的机器学习框架创建多模式系统,该框架同时使用胸部X射线(CXR)图像和临床数据来预测COVID-19患者的严重程度。此外,该研究还提出了一种基于nom图的评分技术,用于预测高危患者死亡的可能性。这项研究使用了25种生物标志物和CXR图像,以预测意大利第一波Covid-19(3月至6月2020年3月至6月)在930名Covid-19患者中的风险。提出的多模式堆叠技术分别产生了89.03%,90.44%和89.03%的精度,灵敏度和F1分数,以识别低风险或高危患者。与CXR图像或临床数据相比,这种多模式方法可提高准确性6%。最后,使用多元逻辑回归的列线图评分系统 - 用于对第一阶段确定的高风险患者的死亡风险进行分层。使用随机森林特征选择模型将乳酸脱氢酶(LDH),O2百分比,白细胞(WBC)计数,年龄和C反应蛋白(CRP)鉴定为有用的预测指标。开发了五个预测因素参数和基于CXR图像的列函数评分,以量化死亡的概率并将其分为两个风险组:分别存活(<50%)和死亡(> = 50%)。多模式技术能够预测F1评分为92.88%的高危患者的死亡概率。开发和验证队列曲线下的面积分别为0.981和0.939。
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我们在人类演变的历史上是一个独特的时间表,在那里我们可能能够发现我们的太阳系外的星星周围的地球行星,条件可以支持生活,甚至在那些行星上找到生命的证据。通过NASA,ESA和其他主要空间机构近年来推出了几个卫星,可以使用充足的数据集,可以使用,可用于培训机器学习模型,可以自动化Exoplanet检测的艰巨任务,其识别和居住地确定。自动化这些任务可以节省相当大的时间并导致人工错误最小化由于手动干预。为了实现这一目标,我们首先分析开孔望远镜捕获的恒星的光强度曲线,以检测表现出可能的行星系统存在特性的潜在曲线。对于该检测,以及培训常规模型,我们提出了一种堆叠的GBDT模型,可以同时在光信号的多个表示上培训。随后,我们通过利用几种最先进的机器学习和集合方法来解决EXOPLANET识别和居住地确定的自动化。外产的鉴定旨在将假阳性实例与外产的实际情况区分开,而居住地评估基于其可居住的特征,将外产行动的情况群体分组到不同的集群中。此外,我们提出了一种称为充足的热量充足(ATA)得分的新度量,以建立可居住和不可居住的情况之间的潜在线性关系。实验结果表明,所提出的堆叠GBDT模型优于检测过渡外出的常规模型。此外,在适当的分类中纳入ATA分数增强了模型的性能。
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血浆定义为物质的第四个状态,在高电场下可以在大气压下产生非热血浆。现在众所周知,血浆激活液体(PAL)的强和广谱抗菌作用。机器学习(ML)在医疗领域的可靠适用性也鼓励其在等离子体医学领域的应用。因此,在PALS上的ML应用可以提出一种新的观点,以更好地了解各种参数对其抗菌作用的影响。在本文中,通过使用先前获得的数据来定性预测PAL的体外抗菌活性,从而介绍了比较监督的ML模型。进行了文献搜索,并从33个相关文章中收集了数据。在所需的预处理步骤之后,将两种监督的ML方法(即分类和回归)应用于数据以获得微生物灭活(MI)预测。对于分类,MI分为四类,对于回归,MI被用作连续变量。为分类和回归模型进行了两种不同的可靠交叉验证策略,以评估所提出的方法。重复分层的K折交叉验证和K折交叉验证。我们还研究了不同特征对模型的影响。结果表明,高参数优化的随机森林分类器(ORFC)和随机森林回归者(ORFR)分别比其他模型进行了分类和回归的模型更好。最后,获得ORFC的最佳测试精度为82.68%,ORFR的R2为0.75。 ML技术可能有助于更好地理解在所需的抗菌作用中具有主要作用的血浆参数。此外,此类发现可能有助于将来的血浆剂量定义。
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Network intrusion detection systems (NIDSs) play an important role in computer network security. There are several detection mechanisms where anomaly-based automated detection outperforms others significantly. Amid the sophistication and growing number of attacks, dealing with large amounts of data is a recognized issue in the development of anomaly-based NIDS. However, do current models meet the needs of today's networks in terms of required accuracy and dependability? In this research, we propose a new hybrid model that combines machine learning and deep learning to increase detection rates while securing dependability. Our proposed method ensures efficient pre-processing by combining SMOTE for data balancing and XGBoost for feature selection. We compared our developed method to various machine learning and deep learning algorithms to find a more efficient algorithm to implement in the pipeline. Furthermore, we chose the most effective model for network intrusion based on a set of benchmarked performance analysis criteria. Our method produces excellent results when tested on two datasets, KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, with an accuracy of 99.99% and 100% for KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, respectively, and no overfitting or Type-1 and Type-2 issues.
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在2015年和2019年之间,地平线的成员2020年资助的创新培训网络名为“Amva4newphysics”,研究了高能量物理问题的先进多变量分析方法和统计学习工具的定制和应用,并开发了完全新的。其中许多方法已成功地用于提高Cern大型Hadron撞机的地图集和CMS实验所执行的数据分析的敏感性;其他几个人,仍然在测试阶段,承诺进一步提高基本物理参数测量的精确度以及新现象的搜索范围。在本文中,在研究和开发的那些中,最相关的新工具以及对其性能的评估。
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为了允许机器学习算法从原始数据中提取知识,必须首先清除,转换,并将这些数据置于适当的形式。这些通常很耗时的阶段被称为预处理。预处理阶段的一个重要步骤是特征选择,其目的通过减少数据集的特征量来更好地执行预测模型。在这些数据集中,不同事件的实例通常是不平衡的,这意味着某些正常事件被超出,而其他罕见事件非常有限。通常,这些罕见的事件具有特殊的兴趣,因为它们具有比正常事件更具辨别力。这项工作的目的是过滤提供给这些罕见实例的特征选择方法的实例,从而积极影响特征选择过程。在这项工作过程中,我们能够表明这种过滤对分类模型的性能以及异常值检测方法适用于该过滤。对于某些数据集,所产生的性能增加仅为百分点,但对于其他数据集,我们能够实现高达16%的性能的增加。这项工作应导致预测模型的改进以及在预处理阶段的过程中的特征选择更好的可解释性。本着公开科学的精神,提高了我们的研究领域的透明度,我们已经在公开的存储库中提供了我们的所有源代码和我们的实验结果。
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功能工程已成为提高模型预测性能并生产优质数据集的最重要步骤之一。但是,此过程需要非平凡的域知识,涉及耗时的过程。因此,自动化此过程已成为研究的积极领域,并在工业应用中感兴趣。在本文中,提出了一种称为基于元学习和因果关系的特征工程(MACFE)的新方法。我们的方法基于使用元学习,特征分布编码和因果关系特征选择。在MacFe中,使用元学习来找到最佳的转换,然后通过预选为“原始”功能来加速搜索,鉴于其因果关系的相关性。对流行分类数据集的实验评估表明,MACFE可以改善八个分类器的预测性能,表现平均最低的最新方法至少提高6.54%,并且比最佳先前工作的提高了2.71%。
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这项研究提出了机器学习模型,这些模型使用大型钻探数据集预测和分类循环严重性损失。我们展示了利用易于解释的机器学习方法来应对大型钻井工程挑战的可再现核心技术。我们利用了来自伊朗Azadegan油田组的65,000多个记录数据,其中具有类不平衡问题。数据集的十七个参数中有11个参数用于五个丢失的循环事件的分类。为了生成分类模型,我们使用了六种基本的机器学习算法和四种合奏学习方法。线性判别分析(LDA),逻辑回归(LR),支持向量机(SVM),分类和回归树(CART),K-Nearest Neighbors(KNN)和Gaussian Naive Bayes(GNB)是六个基本技术。我们还在调查解决方案中使用包装和增强集合学习技术,以改善预测性能。这些算法的性能是使用四个指标测量的:精度,精度,回忆和F1得分。选择表示数据不平衡的F1得分作为首选评估标准。发现CART模型是识别钻孔流体循环损失事件的最佳选择,平均加权F1分数为0.9904,标准偏差为0.0015。在应用合奏学习技术后,决策树的随机森林合奏表现出最佳的预测性能。它以1.0的完美加权F1分数确定并分类丢失的循环事件。使用置换功能重要性(PFI),发现测得的深度是准确识别钻孔时丢失的循环事件的最具影响力因素。
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早期发现癌症是一种挑战性的医学问题。癌症患者的血液血清富含异质分泌脂质结合的细胞内囊泡(EVS),其具有复杂的信息和生物标志物,代表其原产地,目前在液检和癌症筛查领域中研究。振动光谱提供了非侵入性方法,用于评估复杂生物样品中的结构和生物物理性质。在该试点研究中,对来自来自四个不同癌症亚型(结直肠癌,肝细胞癌,乳腺癌和胰腺癌)和五名健康患者(对照组)组成的9例血浆中提取的多种拉曼光谱测量测量。 FTIR(傅里叶变换红外)光谱测量是作为拉曼分析的互补方法,在四个癌症亚型中的两种。 Adaboost随机森林分类器,决策树和支持向量机(SVM)区分癌症EV的基线校正拉曼光谱从健康对照(18 Spectra)的那些,当减少到频谱频率范围时,分类精度高于90% 1800至1940年反厘米,经过50:50培训:测试分裂。 14 Spectra的FTIR分类精度显示了80%的分类准确性。我们的研究结果表明,基本机器学习算法是强大的应用智能工具,以区分癌症患者EVS的复杂振动光谱来自健康患者。这些实验方法将希望作为人工智能辅助早期癌症筛查的有效和有效的液检活动。
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药物介导的电压门控钾通道(HERG)和电压门控钠通道(NAV1.5)可导致严重的心血管并发症。这种上升的担忧已经反映在药物开发竞技场中,因为许多经批准的药物的常常出现心脏毒性导致他们在某些情况下停止他们的使用,或者在某些情况下,他们从市场上撤回。在药物发现过程的开始时预测潜在的HERG和NAV1.5阻滞剂可以解决这个问题,因此可以降低开发安全药物的时间和昂贵的成本。一种快速且经济高效的方法是在杂草中使用硅预测方法,在药物开发的早期阶段杂草出潜在的Herg和Nav1.5阻滞剂。在这里,我们介绍了两种基于强大的基于2D描述符的基于描述符的QSAR预测模型,用于HERG和NAV1.5责任预测。机器学习模型训练,用于回归,预测药物的效力值,以及三种不同效力截止的多条分类(即1 {\ mu} m,10 {\ mu} m,和30 {\ mu}) M),其中托管 - Herg分类器是随机森林模型的管道,受到8380个独特的分子化合物的大型策级数据集。虽然Toxtree-Nav1.5分类器,凯列化SVM模型的管道,由来自Chembl和Pubchem公开的生物活动数据库的大型手动策划的1550个独特的化合物培训。拟议的HERG诱导者表现优于最先进的发布模型和其他现有工具的大多数指标。此外,我们正在介绍Q4 = 74.9%的第一个NAV1.5责任预测模型,Q2 = 86.7%的二进制分类= 71.2%在173个独特的化合物的外部测试组上进行评估。该项目中使用的策划数据集公开可向研究界提供。
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一个躺在胸腔里的心脏的四个基本腔腔对一个人的生存至关重要,但讽刺地证明是最脆弱的。心血管疾病(CVD)也通常被称为心脏病,在过去几十年中,人类在人类死亡原因中稳步发展。考虑到这一点统计,很明显,患有CVDS的患者需要快速且正确的诊断,以便于早期治疗来减少死亡的机会。本文试图利用提供的数据,以培训分类模型,如逻辑回归,k最近邻居,支持向量机,决策树,高斯天真贝叶斯,随机森林和多层感知(人工神经网络),最终使用柔软投票合奏技术,以便尽可能多地诊断。
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