DCMD: Distance-based classification using mixture distributions on microbiome data
Notice bibliographique
Résumé
Current advances in next-generation sequencing techniques have allowed researchers to conduct comprehensive research on the microbiome and human diseases, with recent studies identifying associations between the human microbiome and health outcomes for a number of chronic conditions. However, microbiome data structure, characterized by sparsity and skewness, presents challenges to building effective classifiers. To address this, we present an innovative approach for distance-based classification using mixture distributions (DCMD). The method aims to improve classification performance using microbiome community data, where the predictors are composed of sparse and heterogeneous count data. This approach models the inherent uncertainty in sparse counts by estimating a mixture distribution for the sample data and representing each observation as a distribution, conditional on observed counts and the estimated mixture, which are then used as inputs for distance-based classification. The method is implemented into a k-means classification and k-nearest neighbours framework. We develop two distance metrics that produce optimal results. The performance of the model is assessed using simulated and human microbiome study data, with results compared against a number of existing machine learning and distance-based classification approaches. The proposed method is competitive when compared to the other machine learning approaches, and shows a clear improvement over commonly used distance-based classifiers, underscoring the importance of modelling sparsity for achieving optimal results. The range of applicability and robustness make the proposed method a viable alternative for classification using sparse microbiome count data. The source code is available at https://github.com/kshestop/DCMD for academic use.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,021 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,005 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».