Методика расчета энергетической эффективности систем связи и вещания с помехоустойчивым блочным кодированием и многопозиционной модуляцией

Abstract

Рассмотрены методы работы с несбалансированными данными при построении моделей машинного обучения для решения задачи классификации. Проведено исследование методов балансировки с определением их влияния на эффективность классических и ансамблевых моделей. Выбраны пять наборов данных различного объема и степени дисбаланса, выполнена их предобработка. Изучено влияние реализованных в библиотеке imbalanced-learn методов увеличения меньшего класса, уменьшения большего класса как при изолированном применении, так и при их комбинации. Определен диапазон оптимального соотношения классов после балансировки (от 1:1 до 2:1, где первое число соотносится с количеством объектов изначально меньшего класса) и оценено влияние подбора гиперпараметров при помощи Optuna. Установлено, что оптимизация гиперпараметров не компенсирует отсутствие балансировки данных, а наилучшие показатели качества моделей достигаются применением комплексного подхода с комбинацией двух методов балансировок различных типов, использованием ансамбля и подбором гиперпараметров. Наибольший вклад в качество моделей дало применение одного метода балансировки вместе с использованием ансамбля, поэтому такую комбинацию можно рекомендовать в условиях ограниченных временных и вычислительных ресурсов. Добавление метода уменьшения большего класса и подбор гиперпараметров целесообразно проводить при достаточном количестве ресурсов и высоких требованиях к качеству модели.