Theoretical and methodological advances in semi-supervised learning and the class-imbalance problem

Résumé

Este trabajo se centra en la generalización teórica y práctica de dos situaciones desafiantes y conocidas del campo del aprendizaje automático a problemas de clasificación en los cuales la suposición de tener una única clase binaria no se cumple.Aprendizaje semi-supervisado es una técnica que usa grandes cantidades de datos no etiquetados para, así, mejorar el rendimiento del aprendizaje supervisado cuando el conjunto de datos etiquetados es muy acotado. Concretamente, este trabajo contribuye con metodologías potentes y computacionalmente eficientes para aprender, de forma semi-supervisada, clasificadores para múltiples variables clase. También, se investigan, de forma teórica, los límites fundamentales del aprendizaje semi-supervisado en problemas multiclase.El problema de desbalanceo de clases aparece cuando las variables objetivo presentan una distribución de probabilidad lo suficientemente desbalanceada como para desvirtuar las soluciones propuestas por los algoritmos de aprendizaje supervisado tradicionales. En este proyecto, se propone un marco teórico para separar la desvirtuación producida por el desbalanceo de clases de otros factores que afectan a la precisión de los clasificadores. Este marco es usado principalmente para realizar una recomendación de métricas de evaluación de clasificadores en esta situación. Por último, también se propone una medida del grado de desbalanceo de clases en un conjunto de datos correlacionada con la pérdida de precisión ocasionada.