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Enregistrement W4410632692 · doi:10.22215/etd/2024-16393

Learning with Limited Datasets: From Deep-Learning to Traditional Machine-Learning

2024· dissertation· en· W4410632692 sur OpenAlexafffund
Ankita Dey

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning and Data Classification
Établissements canadiensCarleton University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésArtificial intelligenceDeep learningComputer scienceMachine learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Learning with datasets containing a limited number of exemplars is a contentious research area. Researchers have used deep learning (DL) models with a large number of trainable parameters for such limited datasets leading to problems such as overfitting, over-parameterization, lack of generalization, and the need for large computational resources. Judicious use of appropriate learning methodologies may be in order when the dataset for training is limited. Non-DL methodologies or traditional machine learning methodologies with appropriate pre-processing and feature extraction techniques may perform at par or better than DL techniques for applications that have a limited dataset. This dissertation aims to establish this proposition for two healthcare applications namely, radar-based monitoring of human activities (and fall event detection) and thermography-based breast abnormality detection by developing computationally inexpensive novel supervised and unsupervised non-DL learning methodologies for binary and multi-class classification problems that outperform the current state-of-the-art techniques of the respective fields in those healthcare applications. The developed learning methodologies use traditional machine learning classifiers along with interpretable hand-crafted features such as histograms of oriented gradient (HOG), statistical features, and textural features. These novel learning methodologies use ensemble learning approaches such as early fusion, intermediate fusion, decision fusion, or training error correction. Novel contrast enhancement and novel gradient enhancement methodologies using binary encodings such as census transform and local binary patterns are also proposed to improve classification performance. For both applications, learning in the compressed domain using deterministic compressive sensing is introduced to reduce the number of trainable parameters of the developed novel supervised non-DL methodologies. The novel supervised learning methodologies using hand-crafted features achieved an average accuracy of 98% and 96% for fall event detection and breast abnormality detection, respectively. The novel unsupervised learning methodologies using hand-crafted features achieved an average error rate of 1.1% for fall event detection and an average F1-score of 85% for breast abnormality detection. At 0.875 compression ratio, the novel supervised learning methodologies in the compressed domain achieved an average accuracy of 97% and 87% for fall event detection and breast abnormality detection, respectively.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,024
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,038

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,024
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0040,008
Science ouverte0,0040,005
Intégrité de la recherche0,0030,006
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,255
Écart entre enseignants0,236 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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