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用新型基于PCA的回归分类器对射电噪和射电宁静类星体进行分类

星系天体物理 2025-05-05 v1

摘要

类星体分类问题属于高度不平衡分类问题,因为射电噪(RL)类星体很罕见,仅占类星体总数的约10%。在这项工作中,我们使用斯隆数字巡天DR3数据集,并引入了一个基于PCA的回归流程,旨在最大化类别不平衡天文数据中稀有类的召回率。我们展示了一种有效的方法来识别数据集的关键特征,并应用主成分分析(PCA)进行降维。对于经PCA变换的SDSS-DR3数据集,前两个主成分解释了97%的观测方差。我们使用随机森林分类器(RFC)、新型基于PCA的平衡线性回归分类器(PBC)、集成SMOTE的随机森林分类器以及带阈值调优的XGBoost分类器对射电噪(RL)和射电宁静(RQ)类星体进行分类。RFC实现了92%的总体准确率,而PBC实现了62%的总体准确率。XGBoost实现了72%的总体准确率,集成SMOTE的RFC实现了85%的准确率。在所有分类方法中,RQ类星体都获得了更高的精确率。对于RL类,RFC的召回率为0.04,XGBoost的召回率为0.39,集成SMOTE的RFC的召回率为0.25,而PBC由于平衡逻辑回归实现了0.52的召回率。对于RL类,RFC和PBC的F1分数分别为0.08和0.19,而XGBoost实现了0.22的改进F1分数,但代价是降低了RL类的召回率。集成SMOTE的RFC在RFC和PBC的基础上实现了0.21的更好F1分数。分类器的总体结果指向数据集中RQ和RL类之间存在极端的类别不平衡。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.01335,
  title  = {Classifying Radio-Loud and Radio-Quiet Quasars With Novel PCA Based Regression Classifier},
  author = {Ramkrishna Joshi and Vivek Shinde},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01335},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages