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dc.contributor.advisorBarreto, Guilherme de Alencar-
dc.contributor.authorAlbuquerque, Renan Fonteles-
dc.date.accessioned2025-10-07T12:39:43Z-
dc.date.available2025-10-07T12:39:43Z-
dc.date.issued2024-
dc.identifier.citationALBUQUERQUE, Renan Fonteles. On local models for novelty detection: new algorithms and practical applications. 2024. 120 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82919-
dc.description.abstractMachine Learning (ML) has redefined problem-solving by enabling systems to autonomously learn and make decisions from data patterns. With the increasing complexity of data, there is a growing need for sophisticated ML techniques. In this regard, local learning has emerged as a promising approach that concentrates analysis on specific localized characteristics of the data, such as data proximity, feature subsets, or graph structures. Unlike global learning, which aims to build a single global model, local learning concentrates on smaller, potentially more interpretable problem subsets. This thesis explores the effectiveness, advantages, and limitations of this approach across different scenarios. Additionally, it introduces two novel local learning techniques designed specifically for one-class classification: local kernel principal component analysis (LKPCA) and local autoencoder (LAE). LKPCA leverages kernel methods to handle nonlinear data, while LAE utilizes deep autoencoders (DAEs). The proposed local learning techniques have the potential to reduce processing costs by leveraging localized representations, which makes them particularly efficient in handling imbalanced datasets and redundant data. Moreover, they are effective at removing noise and irrelevant data in sparse regions, enabling the model to focus on meaningful patterns and improve the detection performance. LKPCA variants were compared against global KPCA and state-of-the-art methods across 17 one-class datasets derived from 9 benchmark datasets. The results indicate that cooperative LKPCA generally outperforms global KPCA, while competitive LKPCA frequently presents lower performance. The cooperative LKPCA also demonstrated higher predictive power compared to state-of-the-art methods on several datasets. Regarding LAE, it was assessed on 7 time series datasets, revealing an improved F1-score over global autoencoders (AEs) in datasets such as BeetleFly, Wafer, and ItalyPowerDemand. These results show the potential of applying local learning structures in one-class classification problems.pt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleOn local models for novelty detection: new algorithms and practical applicationspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.description.abstract-ptbrO aprendizado de máquina (AM) redefiniu a resolução de problemas, permitindo que os sistemas aprendam e tomem decisões de forma autônoma a partir de padrões de dados. Com o aumento da complexidade dos dados, há uma crescente necessidade de técnicas sofisticadas de AM. Neste contexto, a aprendizagem local surgiu como uma abordagem promissora, em que a análise se concentra em aspectos específicos e localizados dos dados, como proximidade entre padrões, subconjuntos de características ou estruturas de grafos. Ao contrário da aprendizagem global, que visa construir um modelo único e global, a aprendizagem local se concentra em subconjuntos de problemas menores, potencialmente mais interpretáveis. Essa tese explora a eficácia, vantagens e limitações dessa abordagem em diferentes cenários. Além disso, este estudo apresenta duas novas técnicas de aprendizado local para classificação de uma classe: local kernel principal component analysis (LKPCA) e local autoencoder (LAE). O LKPCA aproveita métodos de kernel para lidar com dados não lineares, enquanto o LAE utiliza deep autoencoders (DAEs). As técnicas de aprendizado local propostas têm o potencial de reduzir os custos de processamento ao utilizar representações localizadas, tornando-as especialmente eficientes no tratamento de conjuntos de dados desbalanceados e com redundância. Ademais, são eficazes na remoção de ruído e dados irrelevantes em regiões esparsas, permitindo que o modelo se concentre em padrões significativos e melhore o desempenho de detecção. As variantes LKPCA foram comparadas com o KPCA global e com métodos de referência em 17 conjuntos de dados de uma classe derivados de 9 conjuntos de dados de referência. Os resultados indicam que o LKPCA cooperativo geralmente supera o KPCA global, enquanto o LKPCA competitivo frequentemente apresenta desempenho inferior. O LKPCA cooperativo também demonstrou maior poder preditivo em comparação com métodos de referência em vários conjuntos de dados. Em relação ao LAE, ele foi avaliado em 7 conjuntos de dados de séries temporais, revelando um F1-score melhor em relação ao autoencoder (AE) global em conjuntos de dados como BeetleFly, Wafer e ItalyPowerDemand. Esses resultados mostram o potencial de aplicação de estruturas de aprendizagem local em problemas de classificação de uma classe.pt_BR
dc.subject.ptbrAprendizagem localpt_BR
dc.subject.ptbrAnálise de componentes principais via kernelpt_BR
dc.subject.ptbrAutocodificadorpt_BR
dc.subject.ptbrClassificação de uma classept_BR
dc.subject.ptbrDetecção de novidadept_BR
dc.subject.enLocal learningpt_BR
dc.subject.enKernel principal component analysispt_BR
dc.subject.enAutoencoderpt_BR
dc.subject.enClassification of a classpt_BR
dc.subject.enNovelty detectionpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.description.ptbrEste documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.pt_BR
local.author.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4261-4620pt_BR
local.author.latteshttp://lattes.cnpq.br/1009416692491572pt_BR
local.advisor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7002-1216pt_BR
local.advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/8902002461422112pt_BR
local.date.available2025-09-29-
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