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Tipo: Tese
Título: Uma abordagem geométrica para o estudo do problema de classificação binária
Autor(es): Goulart, Renan Motta
Primeiro Orientador: Fonseca Neto, Raul
Co-orientador: Borges, Carlos Cristiano Hasenclever
Co-orientador: Villela, Saulo Moraes
Membro da banca: Freire, Wilhelm Passarella
Membro da banca: Fonseca, Leonardo Goliatt da
Membro da banca: Braga, Antônio de Padua
Membro da banca: Torres, Luiz Carlos Bambirra
Resumo: Classificação binária é um problema essencial na área de Aprendizado de Máquina, na qual encontrar classificadores com um alto nível de acurácia e poder de generalização na predição de novos dados é um de seus principais objetivos. Esta pesquisa estudou o problema de classificação binária segundo uma perspectiva geométrica, produzindo novos resultados segundo duas abordagens. A primeira abordagem está relacionada ao uso da Computação Evolucionista e de um sistema esférico de representação de coordenadas resultando no desenvolvimento de dois algoritmos evolutivos: o primeiro sendo um classificador de larga margem; e o segundo um classificador que aproxima o cálculo do centro analítico. A segunda abordagem envolveu conceitos de Geometria Computacional produzindo um método eficiente, e que termina em tempo finito, para determinar quais instâncias de um problema são relevantes. Para tanto, foi feita uma redução deste problema ao problema de determinar se um ponto é extremo em uma nuvem de pontos. Como consequência deste estudo desenvolveu-se outra técnica eficiente, e que também termina em tempo finito, para determinar se um problema de classificação binária apresenta separabilidade linear no espaço de entrada ou no espaço de características para uma função kernel escolhida. É importante destacar que todos os estudos foram realizados tanto no espaço primal quanto no espaço dual possibilitando o uso de um mapeamento implícito. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e muitas vezes superiores a outros métodos que representam o estado da arte do problema de classificação binária.
Abstract: Binary Classification is an essential task in the field of Machine Learning, where finding a classifier with high accuracy and generalization performance is one of its central problems. This research studies the binary classification problem from a geometric perspective, producing new insights through two main approaches. The first approach is related to the development of evolutionary algorithms and the use of the spherical coordinate system. This part of the research resulted in two evolutionary algorithms: the first, a large-margin classifier, and the second, a classifier that approximates the analytical center. The second approach, based on Computational Geometry, produced an efficient method, which requires finite time, to analyze the relevance of instances in a binary classification problem. This is achieved by reducing the problem to determining if a point is an extreme point of a convex cloud. As a consequence of this reduction, an efficient technique, also capable of being executed in finite time, was developed to determine if a binary classification problem is linearly separable in the input or feature space for a chosen kernel function. It is important to highlight that both the primal and dual representation spaces were considered during the development of these methods, enabling the use of an implicit mapping. The obtained results are competitive with other methods that represent the current state of the art for binary classification.
Palavras-chave: Algoritmo evolucionista
Análise de relevância
Análise de separabilidade
Centro analítico
Classificação binária
Coordenadas esféricas
Larga margem
Ponto extremo
Analytic center
Binary classification
Evolutionary algorithm
Extreme point
Large margin
Relevance analysis
Separability analysis
Spherical coordinates
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17565
Data do documento: 5-Set-2024
Aparece nas coleções:Doutorado em Modelagem Computacional (Teses)



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