Classificação Morfológica de Galáxias em Conjuntos de Dados Desbalanceados

Abstract

RESUMO. Galáxias podem possuir diferentes morfologias, as quais são importantes fontes de informação para o entendimento da evolução do universo. O Cosmic Assembly Near-infrared Deep ExtragalacticLegacy Survey (CANDELS)é um levantamento de milhares de imagens de galáxias distantes da Terra. Por não ser possível classificar todas essas imagens manualmente para descobrir suas respectivas morfologias, o desenvolvimento de classificadores automáticos precisos para tal tarefaé de extrema importância. Infelizmente, técnicas de predição tradicionais possuem baixo poder preditivo quando o conjunto de dados possui um forte desbalanceamento, ou seja, quando uma das classes da variável respostaé demasiadamente mais frequente do que as demais. Assim, este trabalho tem por objetivo estudar três abordagens que levam em conta a falta de balanceamento dos dados para o levantamento CANDELS e compará-los com os métodos usuais no problema de classificação de galáxias regulares e galáxias merger. Para comparar os diferentes métodos, diversas medidas de qualidade de métodos preditivos foram utilizadas. Mostramos que, para o caso de classificação de galáxias merger, as melhores predições foram provenientes das abordagens de sobreamostragem e mudança de corte. Para o caso de galáxias regulares, a importância de considerar o desbalanceamento foi menor, pois essa classe não possui um desbalanceamento tão forte quando comparada com a classe de galáxias merger. Além disso, mostramos que os classificadores obtidos via diferentes métodos de classificação (árvores de classificação, florestas aleatórias e regressão logística penalizada) levam a predições muito parecidas, o que indica que melhores predições só podem ser obtidas por meio da inclusão de novas estatísticas-resumo com base nas imagens ou por meio de bancos de dados maiores.Palavras-chave: Classificação, conjunto de dados desbalanceados, aprendizado de máquina.

Combinando Métodos de Aprendizado Supervisionado para a Melhoria da Previsão do Redshift de Galáxias

“…Assim, uma extensão deste trabalho consiste em levar esse viés de seleção em conta na hora de combinar as predições. Finalmente, também iremos combinar covariáveis fotométricas com informações sobre a morfologia de cada galáxia [10] de modo a obter estimativas mais precisas para o redshift de cada galáxia.…”