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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8468
Tipo do documento: Dissertação
Title: Recomendação de quantificadores utilizando meta-aprendizado
Other Titles: Quantifier recommendation using meta-learning
Autor: Gomes, Guilherme Bachega 
Primeiro orientador: Maletzke, André Gustavo
Primeiro membro da banca: Machado, Renato Bobsin
Segundo membro da banca: Zalewski, Willian
Resumo: Sistemas de recomendação baseados em meta-aprendizado têm se consolidado como uma abordagem eficaz para a seleção automática de algoritmos em tarefas de aprendizado de máquina. Essa abordagem tem sido empregada com sucesso em diversos estudos para construir recomendadores em diferentes domínios. Na literatura, há trabalhos que exploram a recomendação de classificadores, de conjuntos de hiperparâmetros e de algoritmos de seleção de atributos. Embora existam diversas propostas de recomendação para problemas de classificação, observa-se uma ausência de trabalhos no contexto de quantificação. Recentemente, a tarefa de quantificação tem despertado interesse na comunidade de aprendizado de máquina. Distinta da classificação, cujo objetivo é atribuir rótulos a instâncias não rotuladas, a quantificação visa estimar a distribuição das classes em um conjunto de dados não rotulado. Diversos métodos de quantificação foram propostos ao longo dos últimos anos e, assim como na classificação, não existe um quantificador com desempenho consistentemente superior em todos os cenários. Além disso, a avaliação empírica de quantificadores é particularmente custosa, pois requer a geração de múltiplos conjuntos de teste com prevalências controladas. Nesse cenário, determinar o melhor quantificador para um determinado conjunto de dados é um processo crítico e, ao mesmo tempo, laborioso quando baseado em estratégias de tentativa e erro. Diante disso, neste trabalho é proposta a primeira arquitetura de recomendação de quantificadores por meio de meta-aprendizado. A arquitetura modela a relação entre características extraídas dos conjuntos de dados e o desempenho dos quantificadores, a fim de recomendar o ranking dos quantificadores mais adequados, sem a necessidade de experimentação por tentativa e erro. Para avaliar a arquitetura, foram construídas duas estratégias de recomendação de quantificadores. Os resultados experimentais demonstram sua eficácia: considerando a melhor estratégia, o sistema posiciona na primeira posição do ranking recomendado o quantificador de melhor desempenho em 91 dos 100 conjuntos de dados avaliados. Além disso, o ranking é explorado diretamente em tarefas de quantificação. Ao aplicar apenas o primeiro quantificador do ranking, obtém-se desempenho equivalente ao quantificador estado da arte DyS nos 100 conjuntos de dados avaliados. Em conjuntos de dados mais complexos, o desempenho se mantém estável, permanecendo equivalente ao melhor quantificador. Por fim, é avaliada a estratégia de aplicar uma combinação dos primeiros quantificadores do ranking nas tarefas de quantificação, obtendo desempenho equivalente ao estado da arte considerando todos os conjuntos de dados e desempenho superior considerando apenas os conjuntos de dados mais complexos.
Abstract: Metalearning based recommender systems have become an effective approach for the automatic selection of algorithms in machine learning tasks. This approach has been successfully employed in several studies to build recommenders across different domains. In the literature, there are works that investigate the recommendation of classifiers, hyperparameter configurations, and feature selection algorithms. Although a wide range of recommendation approaches has been proposed for classification problems, there is a lack of work in the context of quantification. Recently, quantification has attracted increasing interest in the machine learning community. Unlike classification, whose goal is to assign labels to unlabeled instances, quantification aims to estimate the class distribution in an unlabeled dataset. Several quantification methods have been proposed over the last years and, as in classification, there is no quantifier that consistently outperforms the others across all scenarios. Moreover, the empirical evaluation of quantifiers is particularly costly, as it requires generating multiple test sets with controlled prevalences. In this setting, determining the best quantifier for a given dataset is critical, yet labor-intensive when based on trial-and-error strategies. To address this gap, this work proposes the first meta-learning architecture for quantifier recommendation. The architecture models the relationship between dataset characteristics and quantifier performance to recommend a ranking of the most suitable quantifiers, without requiring trial-and-error experimentation. To evaluate the architecture, two quantifier recommendation strategies are developed. Experimental results demonstrate its effectiveness: under the best strategy, the system places the best-performing quantifier at the top of the recommended ranking in 91 out of 100 evaluated datasets. In addition, the ranking is directly explored in quantification tasks. When applying only the top-ranked quantifier, the method achieves performance comparable to the state-of-the-art DyS quantifier across the 100 datasets. On more complex datasets, performance remains stable and comparable to the best quantifier. Finally, combining the top quantifiers in the recommended ranking yields performance comparable to the state of the art over all datasets and superior performance when considering only the more complex datasets.
Keywords: Aprendizado de máquina
Meta-aprendizado
Quantificação
Machine learning
Metalearning
Quantification
CNPq areas: CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: Gomes, Guilherme Bachega. Recomendação de quantificadores utilizando meta-aprendizado. 2026.141 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8468
Issue Date: 6-Mar-2026
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

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