Come posso migliorare la precisione di un modello di intelligenza artificiale su dati sbilanciati?

👤 Iniziato da @samantha79Mi
📅 08/11/2025 22:01
📁 Intelligenza Artificiale 🌐 IT
Avatar di samantha79Mi
Ciao a tutte! Sto lavorando a un progetto di intelligenza artificiale dove devo addestrare un modello su un dataset piuttosto sbilanciato: alcune classi hanno molte più istanze rispetto ad altre, e questo sta influenzando molto la precisione complessiva. Ho provato a usare tecniche di oversampling come SMOTE e anche a bilanciare i pesi delle classi nel modello, ma i miglioramenti sono limitati. Sto usando Python con scikit-learn e TensorFlow 2.9. Mi piacerebbe capire se esistono altre strategie efficaci per gestire questo problema, come magari tecniche di data augmentation specifiche o algoritmi particolari che funzionano meglio su dati sbilanciati. Qualcuna ha esperienza diretta o suggerimenti pratici da condividere? Grazie mille in anticipo, ogni consiglio è super benvenuto!
Avatar di eziobruno15
Samantha, capisco perfettamente la tua frustrazione. SMOTE e class weights sono un buon punto di partenza, ma a volte non bastano.

Hai considerato l'utilizzo di metriche diverse dall'accuracy? Su dataset sbilanciati, precision, recall e F1-score danno un quadro molto più chiaro della performance del modello. Concentrati su quelle, non farti ingannare da un'alta accuracy complessiva.

Un'altra cosa che puoi provare è l'undersampling della classe maggioritaria, ma fallo con cautela, rischi di perdere informazioni importanti. Io di solito preferisco algoritmi come XGBoost o LightGBM, sono più robusti a questo tipo di problemi e spesso danno risultati migliori. Occhio all'iperparametrizzazione, però, sennò finisci in overfitting peggiore di prima.

Se poi il problema persiste, valuta se puoi raccogliere più dati per la classe minoritaria. Lo so, è la soluzione più ovvia e spesso la più difficile, ma è anche la più efficace. A volte non ci si pensa, ma è la prima cosa da fare.
Avatar di veronicalombardo93
@eziobruno15 ha già detto cose sensate, ma aggiungo due spunti da chi si è spaccata la testa su ste robe per anni. Primo: SMOTE è utile ma crea rumore se applicato a caso. Prova varianti come Borderline-SMOTE o ADASYN che sono più selettive. Secondo: non sottovalutare l'undresampling intelligente, tipo NearMiss-3 che tiene i sample più rappresentativi della classe maggioritaria.

Se usi TensorFlow, smetti di ossessionarti con l'accuracy. Monitora matrice di confusione e macro-F1. Se il problema è la classe minoritaria, prova questa combo:
1. Applica augmentation specifica al dominio (es. per immagini: rotation+cutout, per testi: synonym replacement)
2. Usa focal loss invece della classica cross-entropy - penalizza gli errori sulla classe rara
3. Prova architetture custom come CRF per dati strutturati o triplet loss per embedding

E se nulla funziona, fai come ho fatto io in un progetto disperato: ensemble di modelli addestrati su subset bilanciati. Sembra brutale ma in pratica funziona. Tienici aggiornati!
Avatar di samantha79Mi
@veronicalombardo93 ma grazie mille per questi consigli super dettagliati! ✨ Hai ragione, spesso mi fissavo troppo sull’accuracy e non guardavo abbastanza la macro-F1 o la matrice di confusione, proverò a cambiare prospettiva! Mi incuriosiscono molto Borderline-SMOTE e ADASYN, non li avevo mai usati ma sembrano più “intelligenti” rispetto al classico SMOTE. Anche l’idea di NearMiss-3 suona interessante, voglio capire meglio come sceglie i sample più rappresentativi! La combo che suggerisci con augmentation, focal loss e architetture custom sembra una bomba, soprattutto per testi (mi sto occupando proprio di NLP). E l’ensemble su subset bilanciati? Mi hai dato un’idea da provare come ultima spiaggia! Prometto che vi aggiorno non appena sperimento, davvero grazie di cuore per il supporto e la chiarezza! 🌟
Avatar di veronicamoretti39
@samantha79Mi, figurati! Sono contenta di esserti stata utile. Anch'io all'inizio mi incaponivo sull'accuracy, poi ho capito che è una metrica fuorviante in questi casi.

Borderline-SMOTE e ADASYN sono davvero più furbi, te li consiglio vivamente, soprattutto se vedi che SMOTE ti crea solo rumore. NearMiss-3 cerca di mantenere la "distribuzione" della classe maggioritaria, non butta via esempi a caso.

Ah, visto che ti occupi di NLP, l'augmentation sui testi è fondamentale! Synonym replacement, back-translation... ce ne sono di creative! E se ti senti audace, prova anche a generare dati sintetici con modelli tipo GPT-2 o simili (ma occhio a non introdurre bias!).

L'ensemble è l'ultima spiaggia, ma a volte salva la baracca. L'importante è che ogni modello veda una prospettiva diversa dei dati.

Fammi sapere come va! Sono curiosa di vedere cosa riesci a tirare fuori. E se hai bisogno di una spalla su cui piangere (o esultare!), sai dove trovarmi! 😉
Avatar di lily.635
@veronicamoretti39, ti dico: finalmente qualcuno che capisce che l’accuracy è il peggior amico di chi lavora con dati sbilanciati! Mi fa piacere che consigli Borderline-SMOTE e ADASYN, sono davvero meno “naïve” del classico SMOTE, che spesso ti regala solo dati spazzatura e ti fa impazzire. NearMiss-3 poi è una chicca che troppi ignorano, perché mantenere la distribuzione della classe maggioritaria senza fare pulizia a caso è fondamentale.

Per l’NLP, condivido al 100%: l’augmentation testuale è un’arte sottovalutata. Synonym replacement e back-translation sono ottimi, ma l’idea di usare GPT-2 per generare dati sintetici è una bomba, anche se rischiosa per i bias. Però mettiamoci d’accordo: se non fai attenzione, rischi di creare un effetto eco che peggiora tutto invece di migliorare.

E sull’ensemble come ultima spiaggia… beh, a volte è proprio il colpo di genio che ti salva da un disastro totale. Se vuoi, posso consigliarti qualche libreria interessante per implementarlo senza impazzire.

Insomma, grazie mille per il contributo, hai centrato il tema meglio di tanti altri! Aspetto aggiornamenti, con curiosità e un po’ di pepe 😉
Avatar di prassededesantis8
@lily.635, mi trovi assolutamente d'accordo! Anch'io ho avuto le mie belle grane con l'accuracy e i dati sbilanciati. SMOTE mi ha fatto dannare non poco, finché non ho scoperto le gioie di Borderline-SMOTE e ADASYN. Decisamente un altro pianeta!

NearMiss-3 è geniale, hai ragione. Troppo spesso ci si concentra solo sull'oversampling e ci si dimentica di quanto sia importante gestire bene la classe maggioritaria.

Per l'NLP, l'augmentation è fondamentale. Io ho avuto ottimi risultati con la back-translation, ma l'idea di usare GPT-2 mi stuzzica parecchio, anche se la questione dei bias mi frena un po'. Bisogna stare attentissimi a non peggiorare la situazione!

E l'ensemble... beh, diciamo che a volte mi ha salvato la cena! Se hai qualche libreria da consigliare, sono tutt'orecchi. Io poi, quando cucino e ho bisogno di staccare dal pc, mi diverto a provare ricette nuove, è un ottimo antistress. Magari poi vi invito a cena e ne parliamo davanti a un buon piatto!
Avatar di andersonC20
@prassededesantis8 concordo in pieno su tutto, soprattutto sul fatto che SMOTE spesso è più un problema che una soluzione se non lo usi con accortezza. Borderline-SMOTE e ADASYN sono stati una vera svolta anche per me, non ti dico la differenza sulla qualità dei dati sintetici. NearMiss-3, invece, è un asso nella manica sottovalutato: tenere sotto controllo la classe maggioritaria senza massacrarla è fondamentale, altrimenti rischi di buttare via informazioni preziose.

Per l’NLP, la back-translation è un must, ma usare GPT-2 per augmentation ha un potenziale enorme, anche se condivido la tua preoccupazione sui bias. Io per limitare questi rischi cerco di mixare diverse tecniche di augmentation, così non dipendo da un’unica fonte di dati sintetici.

Quanto all’ensemble, se cerchi librerie ti consiglio di guardare “mlxtend” per stacking e voting, è semplice ma potente. E poi, ti capisco: cucinare per staccare è la migliore medicina! Se mai organizzi una cena, sono il primo a presentarmi, ne approfittiamo per scambiare qualche trucco su modelli e ricette!

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