Learning from imbalanced data is a challenging task. Standard classification algorithms tend to perform poorly when trained on imbalanced data. Some special strategies need to be adopted, either by modifying the data distribution or by redesigning the underlying classification algorithm to achieve desirable performance. The prevalence of imbalance in real-world datasets has led to the creation of a multitude of strategies for the class imbalance issue. However, not all the strategies are useful or provide good performance in different imbalance scenarios. There are numerous approaches to dealing with imbalanced data, but the efficacy of such techniques or an experimental comparison among those techniques has not been conducted. In this study, we present a comprehensive analysis of 26 popular sampling techniques to understand their effectiveness in dealing with imbalanced data. Rigorous experiments have been conducted on 50 datasets with different degrees of imbalance to thoroughly investigate the performance of these techniques. A detailed discussion of the advantages and limitations of the techniques, as well as how to overcome such limitations, has been presented. We identify some critical factors that affect the sampling strategies and provide recommendations on how to choose an appropriate sampling technique for a particular application.


翻译:从不平衡的数据中吸取教训是一项具有挑战性的任务。标准分类算法在就不平衡的数据进行训练时往往表现不佳。需要采取一些特殊战略,要么修改数据分布,要么重新设计基本的分类算法,以达到理想的性能。现实世界数据集中普遍存在的不平衡现象导致为阶级不平衡问题制定了多种战略。然而,并非所有战略都有用,或在不同不平衡假设中提供良好的表现。在处理不平衡数据方面有许多办法,但这种技术的功效或这些技术之间的实验性比较尚未进行。在本研究中,我们对26种流行抽样技术进行了全面分析,以了解它们在处理不平衡数据方面的效力。已经对50套数据进行了严格的实验,不同程度的不平衡状况是为了彻底调查这些技术的绩效。详细讨论了这些技术的优势和局限性,以及如何克服这些局限性。我们查明了影响抽样战略的一些关键因素,并就如何选择适合特定应用的抽样技术提出了建议。

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