Utility Metrics for Evaluating Synthetic Health Data Generation Methods: Validation Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: A regular task by developers and users of synthetic data generation (SDG) methods is to evaluate and compare the utility of these methods. Multiple utility metrics have been proposed and used to evaluate synthetic data. However, they have not been validated in general or for comparing SDG methods. OBJECTIVE: This study evaluates the ability of common utility metrics to rank SDG methods according to performance on a specific analytic workload. The workload of interest is the use of synthetic data for logistic regression prediction models, which is a very frequent workload in health research. METHODS: We evaluated 6 utility metrics on 30 different health data sets and 3 different SDG methods (a Bayesian network, a Generative Adversarial Network, and sequential tree synthesis). These metrics were computed by averaging across 20 synthetic data sets from the same generative model. The metrics were then tested on their ability to rank the SDG methods based on prediction performance. Prediction performance was defined as the difference between each of the area under the receiver operating characteristic curve and area under the precision-recall curve values on synthetic data logistic regression prediction models versus real data models. RESULTS: The utility metric best able to rank SDG methods was the multivariate Hellinger distance based on a Gaussian copula representation of real and synthetic joint distributions. CONCLUSIONS: This study has validated a generative model utility metric, the multivariate Hellinger distance, which can be used to reliably rank competing SDG methods on the same data set. The Hellinger distance metric can be used to evaluate and compare alternate SDG methods.
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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 | 0,041 | 0,130 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».