In a data stream environment, classification models must handle concept drift efficiently and effectively. Ensemble methods are widely used for this purpose; however, the ones available in the literature either use a large data chunk to update the model or learn the data one by one. In the former, the model may miss the changes in the data distribution, and in the latter, the model may suffer from inefficiency and instability. To address these issues, we introduce a novel ensemble approach based on the Broad Learning System (BLS), where mini chunks are used at each update. BLS is an effective lightweight neural architecture recently developed for incremental learning. Although it is fast, it requires huge data chunks for effective updates, and is unable to handle dynamic changes observed in data streams. Our proposed approach named Broad Ensemble Learning System (BELS) uses a novel updating method that significantly improves best-in-class model accuracy. It employs an ensemble of output layers to address the limitations of BLS and handle drifts. Our model tracks the changes in the accuracy of the ensemble components and react to these changes. We present the mathematical derivation of BELS, perform comprehensive experiments with 20 datasets that demonstrate the adaptability of our model to various drift types, and provide hyperparameter and ablation analysis of our proposed model. Our experiments show that the proposed approach outperforms nine state-of-the-art baselines and supplies an overall improvement of 13.28% in terms of average prequential accuracy.


翻译:在数据流环境中,分类模型必须高效和有效地处理概念的漂移。混合方法被广泛用于此目的;然而,文献中可用的方法要么使用大数据块来更新模型,要么逐项地学习数据。在前者,模型可能错过数据分布的变化,而在后者,模型可能因效率不高和不稳定而受到影响。为了解决这些问题,我们采用了基于宽广学习系统(BLS)的新型混合方法,每份更新都使用小块。BLS是最近为渐进学习而开发的一个有效的轻量神经结构。尽管它很快,它需要巨大的数据块来有效更新模型,无法处理数据流中观察到的动态变化。在前者,模型中称为“宽广组合学习系统”(BELS) 的拟议方法使用新的更新方法,大大改进了最高级模型的准确性。我们采用了一个产出层群集来应对BLS的局限性,并处理漂流方法。我们的模型追踪了组合组成部分的精度变化,并对这些变化作出了反应。虽然它很迅速,但是它需要巨大的数据块块块块块块块块块块块块块块块块块块块,我们的拟议模型的数学模型将用来进行我们的拟议的流化的模型的模型。</s>

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
72+阅读 · 2022年6月28日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Stream Efficient Learning
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月3日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
A Comprehensive Survey on Transfer Learning
Arxiv
121+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员