Digital Commons Network^™

การจำลองข้อมูลเพื่อประเมินประสิทธิภาพของการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดผสม, นภสร รัตนวุฒิขจร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของตัวประมาณค่าเฉลี่ยที่ได้จากการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดผสม (Mixed Systematic Random Sampling : MRSS) กับการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดวงกลม (Circular Systematic Sampling : CSS) และการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบโดยใช้ช่วงเศษส่วน (Fractional Interval) สำหรับกรณีช่วงของการเลือกตัวอย่างไม่เป็นจำนวนเต็ม เมื่อประชากรมีแนวโน้มเชิงเส้น ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (Mean Square Error : MSE) และเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบทั้ง 3 วิธีด้วยค่าประสิทธิภาพสัมพัทธ์ (Relative Efficiency : RE) โดยการจำลองข้อมูลของประชากรเป็น 3 ขนาด แบ่งเป็น ขนาดเล็กหลักร้อย ได้แก่ 300, 500 และ 700 ขนาดกลางหลักพัน ได้แก่ 3,000, 5,000 และ 7,000 ขนาดใหญ่หลักหมื่น ได้แก่ 30,000, 50,000 และ 70,000 ด้วยโปรแกรม R กำหนดขนาดตัวอย่างที่ทำให้สัดส่วนระหว่างขนาดประชากรและขนาดตัวอย่างไม่เป็นจำนวนเต็ม ทำซ้ำทั้งหมด 1,000 ครั้ง พบว่าการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบด้วยวิธี MRSS มีค่า MSE สูงกว่าการเลือกตัวอย่างอีกทั้ง 2 วิธี แต่เมื่อค่า g = 2 จะทำให้ค่าของ MSE ของการเลือกตัวอย่างทั้ง 3 วิธีมีค่ามากขึ้น โดยที่ค่า MSE ของการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดผสมมีค่าต่ำกว่าการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดวงกลมและวิธีใช้ช่วงเศษส่วน ทั้งนี้เป็นผลเนื่องมาจากค่า g เป็นค่าที่กำหนดความเป็นเชิงเส้น เมื่อค่า g เพิ่มมากขึ้น ความเป็นเชิงเส้นของประชากรจะลดลง ทำให้ตัวประมาณค่าเฉลี่ยตัวอย่างที่คำนวณได้มีค่าต่างจากค่าเฉลี่ยประชากรมากตามไปด้วย จึงสามารถสรุปได้ว่าตัวประมาณค่าเฉลี่ยที่ได้จากวิธีการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดผสม มีแนวโน้มที่จะให้ค่า MSE สูงที่สุด เมื่อเทียบกับการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบชนิดวงกลมและการเลือกตัวอย่างแบบมีระบบโดยใช้ช่วงเศษส่วน

Estimating Weighted Panel Sizes For Primary Care Providers: An Assessment Of Clustering And Novel Methods Of Panel Size Estimation On Electronic Medical Records, Martin A. Lavallee

Theses and Dissertations

Primary Care is on the frontlines of healthcare, thus they see the most diverse set of patients. In order to achieve high functioning primary care, a practice must establish empanelment, the pairing of patients to providers. Enumeration of empanelment, or estimating panel sizes, helps ensure that the demands of the patients demand the supply of providers and optimize the balance of primary care resources to improve quality of care. Further we can adjust panel sizes by using patient-level data on healthcare utilization and complexity extracted from the electronic medial record to determine the amount of care or burden of work …

การเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมโครงข่ายประสาทคอนโวลูชัน 3 มิติ โดยการจำแนกโรคหลอดเลือดสมองจากภาพการฉายรังสีเอกซเรย์สมอง, ชานนท์ วรโชติสืบตระกูล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แบบจำลองโครงข่ายคอนโวลูชัน หรือ ซีเอ็นเอ็น (Convolutional Neural Networks หรือ CNN) ได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการจำแนกภาพ โดยเฉพาะในทางการแพทย์ ซึ่งปกติการจำแนกภาพทางการแพทย์นิยมใช้โครงข่ายคอนโวลูชั่น 2 มิติ แต่เนื่องจากข้อมูลภาพบางประเภท เช่น ภาพการฉายรังสีเอกซเรย์สมองมีลักษณะมองภาพ 3 มิติ ให้เป็นภาพ 2 มิติ ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงมีแนวคิดในการใช้โครงข่ายคอนโวลูชัน 3 มิติมาใช้ในการจำแนกภาพเพื่อนำเอาจุดเด่นจากความสามารถในการดึงคุณลักษณะความสัมพันธ์ในชั้นความลึกที่เพิ่มเข้ามาซึ่งมีความแตกต่างจากรูปแบบ 2 มิติ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้แบบจำลองสามารถดึงคุณลักษณะสำคัญของภาพให้มีความหลากหลายมากขึ้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพโครงข่ายคอนโวลูชัน 3 มิติ ร่วมกับแบบจำลองที่ถูกฝึกมาเรียบร้อยแล้ว (pre-trained model) 4 แบบจำลอง ประกอบไปด้วย อเล็กซ์เน็ต (Alexnet) วีจีจี-16 (Vgg-16) กูเกิลเน็ต (Googlenet) และเรสเน็ต (Resnet) เพื่อจำแนกข้อมูลภาพผู้ป่วยที่เป็นโรคหลอดเลือดสมอง และผู้ป่วยที่มีสุขภาพปกติ จากภาพฉายรังสีเอกซเรย์สมอง (CT-Scan) จากฐานข้อมูลเว็บไซด์ Kaggle ชุดข้อมูลประกอบด้วยภาพผู้ป่วยที่เป็นโรคหลอดเลือดสมอง 950 ภาพ จาก 40 คน และภาพผู้ป่วยสุขภาพปกติ 1551 ภาพ จาก 82 คน ซึ่งงานวิจัยนี้มีการปรับรายละเอียดโดยการนำจุดเด่นของแต่ละแบบจำลองมาใช้ และเพิ่มชั้นความลึกที่เป็นจุดเด่นของการค้นหาคุณลักษณะสำคัญของรูปแบบ 3 มิติ ร่วมกับการประมวลผลภาพล่วงหน้า (Image Preprocessing) และการทำการเพิ่มจำนวนข้อมูล (Data augmentation) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแบบจำลอง จากนั้นเพื่อไม่ให้การทดลองโน้มเอียงต่อแต่ละแบบจำลอง มีการนำเทคนิค K-Fold Cross validation (K=5) มาเพื่อแก้ปัญหาในงานวิจัยชิ้นนี้ ในส่วนของการวัดประสิทธิภาพผลการทดลองใช้ Confusion matrix เป็นเครื่องมือในการประเมินประสิทธิภาพของแบบจำลอง ซึ่งพบว่าสมรรถนะแบบจำลองโครงข่ายคอนโวลูชันกูเกิลเน็ต 3 มิติ ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด โดยผลการทดสอบการจำแนกภาพผู้ป่วยที่เป็นโรคหลอดเลือดสมองจากภาพฉายรังสีเอกซเรย์ ให้ค่าความแม่นยำ ความเที่ยงตรง ค่าความครบถ้วน และ F1-Score ที่ 92.00% 94.01% 83.96% และ 88.70% …

การเปรียบเทียบอัลกอริทึมระหว่างการสุ่มตัวอย่างแบบทอมสันและอัลกอริทึมความเชื่อมั่นขอบเขตบน สำหรับการเรียนรู้แบบเสริมแรงในเกมเป่ายิ้งฉุบ, ธันยวุฒิ อักขระสมชีพ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างอัลกอริทึมการสุ่มตัวอย่างแบบทอมสันและอัลกอริทึมความเชื่อมั่นขอบเขตบน ในตัวแบบการเรียนรู้แบบเสริมแรงกับการตัดสินใจเชิงพฤติกรรมของมนุษย์ ทั้งสองอัลกอริทึมเป็นอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพในการแก้ไขปัญหาแบนดิทหลายแขน แต่ไม่ชัดเจนว่าทั้งสองอัลกอริทึมจะมีประสิทธิภาพอย่างไรกับปัญหาการตัดสินใจเชิงพฤติกรรมของมนุษย์ที่ความซับซ้อนทางด้านพฤติกรรม งานวิจัยนี้จำลองเกมเป่ายิ้งฉุบแทนปัญหาการตัดสินใจของมนุษย์ โดยมีองค์ประกอบเชิงพฤติกรรม 2 องค์ประกอบ คือ พฤติกรรมการใช้กลยุทธตามเข็มนาฬิกาแบบผสม และพฤติกรรมการใช้กลยุทธยุติการสูญเสีย โดยตัวแบบเกมเป่ายิ้งฉุบถูกจำลองขึ้นตามกระบวนการตัดสินใจแบบมาร์คอฟ ตัวแทนตัวแบบจากทั้งสองอัลกอริทึมจะแก้ไขปัญหาดังกล่าวและวัดประสิทธิภาพด้วยผลรางวัลสะสมภายใต้เงื่อนไขการจำลองในรูปแบบต่าง ๆ ผลการเปรียบเทียบประสิทธิภาพพบว่า ตัวแทนตัวแบบจากอัลกอริทึมความเชื่อมั่นขอบเขตบนมีประสิทธิภาพดีกว่าตัวแทนตัวแบบจากอัลกอริทึมการสุ่มตัวอย่างแบบทอมสันในการจำลองส่วนใหญ่ ยกเว้นกรณีการจำลองที่รูปแบบพฤติกรรมของมนุษย์มีความชัดเจนเป็นระยะเวลายาว ตัวแทนตัวแบบจากอัลกอริทึมการสุ่มตัวอย่างแบบทอมสันมีประสิทธิภาพดีกว่าตัวแทนตัวแบบจากอัลกอริทึมความเชื่อมั่นขอบเขตบน

การพัฒนาเวิร์กโฟลว์สําหรับตัวแบบต้นไม้จําแนกประเภทที่ดีที่สุด, พงศ์ทวัส ฮั่นวัฒนวงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเวิร์กโฟลว์สำหรับสร้างต้นไม้จำแนกประเภทที่ดีที่สุด ด้วยตัวแบบเชิงเส้นจำนวนเต็มแบบผสม ทำการประเมินประสิทธิภาพของตัวแบบต้นไม้จำแนกประเภทที่ดีที่สุดบนชุดข้อมูลเยอรมันเครดิต และขยายตัวแบบให้รองรับชุดข้อมูลที่ตัวแปรต้นมีค่าสูญหายจำนวนมาก จากการพัฒนาเวิร์กโฟลว์พบว่าการสร้างต้นไม้จำแนกประเภทที่ดีที่สุดโดยใช้ตัวแบบเชิงเส้นจำนวนเต็มแบบผสมในงานวิจัยของ Lin และ Tang (2021) และกำหนดค่าพารามิเตอร์ความซับซ้อนตั้งต้นเป็นค่าบวกใกล้เคียงศูนย์ให้ผลลัพธ์เป็นที่น่าพอใจ จากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างตัวแบบต้นไม้จําแนกประเภทที่ดีที่สุดกับต้นไม้ตัดสินใจบนชุดข้อมูลเยอรมันเครดิต พบว่าต้นไม้จำแนกประเภทที่ดีที่สุดให้อัตราความถูกต้องสูงกว่าต้นไม้ตัดสินใจทั้งบนชุดข้อมูลสร้างตัวแบบและบนชุดข้อมูลทวนสอบ 0.4% ถึง 3.2% ข้อดีของการพัฒนาเวิร์กโฟลว์โดยใช้โปรแกรมหาคำตอบสำหรับปัญหาเชิงเส้นจำนวนเต็มแบบผสม คือความสามารถในการขยายตัวแบบให้รองรับเงื่อนไขเพิ่มเติมได้ ในงานวิจัยนี้จึงเสนอตัวแบบต้นไม้จำแนกประเภทที่ดีที่สุดที่ถูกขยายให้รองรับชุดข้อมูลที่มีตัวแปรต้นสูญหายจำนวนมาก และแสดงให้เห็นว่าตัวแบบที่ถูกขยายสามารถทำงานอย่างมีประสิทธิผลบนเวิร์กโฟลว์ที่พัฒนาขึ้น

การศึกษาเปรียบเทียบตัวแบบจำลองการถดถอยโดยความไม่แน่นอนเพื่อลดเวลาในกระบวนการทดสอบวัดค่ากระแสไฟฟ้าเขียนที่เหมาะสมที่สุดของฮาร์ดไดรฟ์, ภัทรดิศ ดำรงค์ศักดิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ฮาร์ดไดรฟ์ (HDD) เป็นอุปกรณ์บันทึกข้อมูลแม่เหล็กที่มีความแม่นยำสูง ดังนั้นจึงมีค่าใช้จ่ายสูง และเสียเวลาในการวัดค่ากระแสไฟฟ้าเขียนที่เหมาะสมที่สุดฮาร์ดไดรฟ์ หากจ่ายกระแสไฟฟ้าเขียนไม่เหมาะสมจะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของฮาร์ดไดรฟ์ ซึ่งเราใช้วิธีการเงื่อนไขการทดสอบแบบปรับตัว (Adaptive Test Condition) เป็นเทคนิคที่ปรับวิธีการทดสอบแบบดั้งเดิม ตามรูปแบบข้อมูลพารามิเตอร์ เพื่อปรับปรุงวิธีการทดสอบปัจจุบัน และลดเวลาการทดสอบ งานวิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบวิธีการใช้ตัวแบบจำลองการถดถอยโดยความไม่แน่นอนสำหรับการลดช่วงการวัดค่ากระไฟฟ้าเขียนที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการลดเวลาการทดสอบวัคค่ากระแสไฟฟ้าเขียน (write current test) โดยการคำนวณช่วงความเชื่อมั่นของผลทำนายที่ระดับความเชื่อมั่นที่ยอมรับได้ โดยใช้ค่าความไม่แน่นอนของข้อมูล (Data uncertainty) ที่ผ่านวิธีปรับการเทียบมาตรฐาน (Recalibration) แล้วนำมาลดช่วงวัดที่ได้จากการทดสอบฮาร์ดไดรฟ์ จากนั้นนำช่วงเชื่อมั่นของผลทำนายนั้นมาลดช่วงการวัดค่ากระแสไฟฟ้าเขียน โดยการศึกษา และเปรียบเทียบใช้ตัวแบบจำลองการถดถอยโดยความไม่แน่นอน ได้แก่ NGBoost, XGB-Distribution และ CatBoost ซึ่งผลลัพธ์ของงานวิทยานิพนธ์คือ CatBoost สามารถลดเวลาในการทดสอบวัคค่ากระแสไฟฟ้าเขียนสูงสุดที่ช่วงความเชื่อมั่นของผลทำนาย ณ ระดับความเชื่อมั่นที่ยอมรับได้ ซึ่งครอบคลุมสัดส่วน 0.9 ของทุกชุดการทดสอบ

การวิเคราะห์ความคงทนของตัวแบบการเรียนรู้เชิงลึกต่อการโจมตีแบบพอยซันนิ่งแบบแกนส์ในงานภาพทางการแพทย์, ภาคภูมิ สิงขรภูมิ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันเทคโนโลยี deep learning ได้เข้ามีส่วนช่วยในการพัฒนางานทางด้านการแพทย์และสาธารณสุขเป็นอย่างมาก ด้วยการใช้สถาปัตยกรรมที่ล้ำสมัยและพารามิเตอร์ที่ถูกสอนด้วยข้อมูลขนาดใหญ่ แต่ทว่า model เหล่านี้สามารถถูกโจมตีได้ด้วย adversarial attack เพราะว่า model เหล่านี้ยังต้องพึ่งพารามิเตอร์ในการสร้างเอาต์พุตและลักษณะที่ไม่สามารถอธิบายได้ของ model นั้นก็ทำให้ยากที่จะหาทางแก้หากถูกโจมตีแล้ว ในทุกๆวันมีการใช้ model เหล่านี้เยอะมากขึ้นเพื่อช่วยบุคลากรทางการแพทย์ แต่ด้วยงานที่ต้องคำนึงถึงชีวิตของผู้คนเป็นหลักการทดสอบความปลอดภัยและความคงทนของตัว model จึงจำเป็น การโจมตีสามารถแบ่งได้ออกเป็นสองประเภทคือ evasion atttack และ poisoning attack ที่มีความยืดหยุ่นกว่า evasion attack ทั้งในเรื่องของการสร้างข้อมูลแปลกปลอมใหม่ขึ้นมาและวิธีการโจมตีทำให้การทดสอบความคงทนต่อ poisoning attack ในงานทางการแพทย์นั้นสำคัญเป็นอย่างยิ่ง วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาความคงทนของ deep learning model ที่มีสถาปัตยกรรมล้ำสมัยที่ถูกพัฒนามาเพื่องานจำแนกภาพเอกซเรย์ปอดแบบไบนารีภายใต้การโจมตีแบบ poisoninng attack การโจมตีนั้นจะใช้ GANs ในการสร้างข้อมูลสังเคราะห์ปลอมขึ้นมาและทำการติดป้ายกำกับที่ผิดให้ในรูปแบบของ black box และใช้ปริมาณของตัววัดที่ลดลงเมื่อนำข้อมูลนี้ไปอัพเดท model เป็นตัวบ่งชี้ถึงคความคงทนของแต่ละสถาปัตยกรรมที่่แตกต่างกันออกไป จากการทดลองเราพบว่าสถาปัตยกรรม ConvNext นั้นมีความคงทนมากที่สุดและอาจจะสื่อได้ว่าเทคโนโลยีที่มาจาก Transformer นั้นมีส่วนช่วยสนับสนุนความคงทนของ model

ตัวแบบการเรียนรู้ของเครื่องอิทธิพลผสมสำหรับการวิเคราะห์การรอดชีพเวลาไม่ต่อเนื่อง, มนัสพร ตรีรุ่งโรจน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิเคราะห์การรอดชีพไม่ต่อเนื่องจะศึกษาบนข้อมูลตามยาวซึ่งชุดข้อมูลตามยาวมักถูกจัดเก็บเป็นตารางโดยข้อมูลแต่ละแถวแสดงถึงการจัดเก็บข้อมูลของบุคคลหนึ่ง ณ เวลาหนึ่งๆ ดังนั้น ข้อมูลจากบุคคลเดียวกันจึงประกอบไปด้วยข้อมูลหลายแถวซึ่งมีความสัมพันธ์กัน การใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องสำหรับการวิเคราะห์ชุดข้อมูลดังกล่าวมักมองข้ามความสัมพันธ์ของข้อมูลที่เกิดจากคนเดียวกัน แต่จะสมมติว่าข้อมูลแต่ละแถวเป็นอิสระต่อกัน งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการวิเคราะห์การรอดชีพไม่ต่อเนื่องโดยเปรียบเทียบผลลัพธ์จากการพิจารณาความสัมพันธ์ของข้อมูลระหว่างบุคคลคนเดียวกัน โดยใช้ตัวแบบการสุ่มป่าไม้, CatBoost และโครงข่ายประสาทเทียม ที่พิจารณาเฉพาะอิทธิพลคงที่ และตัวแบบการเรียนรู้ของเครื่องอิทธิพลผสมที่พิจารณาทั้งอิทธิพลคงที่และอิทธิพลสุ่ม เพื่อพยากรณ์การเกิดเหตุการณ์บนข้อมูลการรอดชีพ 2 ชุด คือ ข้อมูลท่อน้ำดีอักเสบปฐมภูมิ และข้อมูลการคัดกรองและผลการคัดกรองโรคเบาหวานของประชากรไทย ซึ่งเป็นข้อมูลที่ขาดความสมดุลสูง ผลการศึกษาพบว่าสำหรับตัวแบบอิทธิพลคงที่ การพิจารณาความสัมพันธ์ของข้อมูลระหว่างบุคคลคนเดียวกันให้ประสิทธิภาพการพยากรณ์ที่ดีขึ้นเฉพาะเมื่อใช้ตัวแบบ CatBoost ในขณะที่ตัวแบบอิทธิพลผสมไม่ได้ให้ประสิทธิภาพการพยากรณ์ที่ดีขึ้นเสมอไปเมื่อเทียบกับตัวแบบที่พิจารณาเฉพาะอิทธิพลคงที่ โดยสรุป งานวิจัยนี้ได้แสดงให้เห็นว่าการพิจารณาความสัมพันธ์ของข้อมูลไม่ได้ส่งผลให้ประสิทธิภาพการพยากรณ์ดีขึ้นเสมอไป ทั้งบนตัวแบบอิทธิพลคงที่และตัวแบบอิทธิพลผสม ขึ้นอยู่ข้อจำกัดและปัจจัยต่างๆ เช่น ลักษณะข้อมูล ตัวแบบ การกำหนดตัวแปรอิทธิพลสุ่ม และวิธีการสกัดอิทธิพลคงที่จากตัวแบบ อย่างไรก็ตาม การใช้ตัวแบบอิทธิพลผสมร่วมกับการเรียนรู้ของเครื่องเป็นอีกหนึ่งวิธีการที่น่าลอง และสามารถทำให้ประสิทธิภาพการทำงานดีขึ้นจากการใช้เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องเพียงอย่างเดียว

การเปรียบเทียบวิธีการคัดเลือกตัวแปรสำหรับการถดถอยโลจิสติกในข้อมูลที่มีมิติสูง, รัชพงศ์ ปรัชญาเศรษฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Regularization เป็นวิธีการป้องกันปัญหา overfitting ด้วยการเพิ่มฟังก์ชันการลงโทษไปในตัวแบบเพื่อให้เกิดการคัดกรองตัวแปรเข้าสู่ตัวแบบ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวิธีการคัดกรองตัวแปรสำหรับการวิเคราะห์การถดถอยโลจิสติกในข้อมูลที่มีมิติสูง ด้วยการใช้ฟังก์ชันการลงโทษในรูปแบบ (1) L0-regularization (2) L1-regularization (3) L0L2-regularization การวิจัยนี้ใช้การจำลองข้อมูลเพื่อทำการทดสอบ 18 กรณี โดยกำหนดค่าที่ต่างกันประกอบด้วย จำนวนตัวแปรอิสระมีจำนวน 200, 500 และ 1000 ตัวแปร ความสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระมีค่าเท่ากับ 0, 0.5 และ 0.9 อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนมีค่าเท่ากับ 1 และ 6 โดยจำลองข้อมูลแต่ละกรณีจำนวน 100 ชุด ในการศึกษานี้มุ่งเน้นที่การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการคัดกรองตัวแปรของตัวแบบ และประสิทธิภาพในการทำนายของตัวแบบ ซึ่งเปรียบเทียบประสิทธิภาพในแต่ละวิธีด้วย ความผิดพลาดในการตรวจจับเชิงบวก ค่าเฉลี่ยแบบฮาร์โมนิคของค่าความแม่นยำและค่าความไว และ พื้นที่ใต้เส้นโค้ง จากการศึกษาพบว่าวิธี L0 มีความแม่นยำในการคัดกรองตัวแปรมากที่สุดเมื่อพิจารณาด้วยความผิดพลาดในการตรวจจับเชิงบวก เมื่อพิจารณาด้วยค่าเฉลี่ยแบบฮาร์โมนิคของค่าความแม่นยำและค่าความไว พบว่าวิธี L1 และ L0L2 มีประสิทธิภาพในการคัดกรองตัวแปรใกล้เคียงกัน แต่วิธี L0L2 จะมีประสิทธิภาพสูงกว่าเมื่อความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอิสระมีค่าสูง และเมื่อพิจารณาประสิทธิภาพในการทำนายของตัวแบบด้วยพื้นที่ใต้เส้นโค้ง พบว่าวิธี L1 จะมีประสิทธิภาพสูงที่สุดในทุกกรณี

การเรียนรู้แบบรวมกลุ่มด้วยตัวแบบที่แตกต่างกันแบบขนานสำหรับข้อมูลไม่สมดุล กรณีศึกษาข้อมูลเครดิตเยอรมัน, ศศิวิมล ศรีโรจน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างตัวแบบการเรียนรู้แบบรวมกลุ่มด้วยตัวแบบที่แตกต่างกันแบบขนาน (Bagging Heterogeneous Ensemble) และหาวิธีการลดมิติข้อมูลและวิธีการสุ่มตัวอย่างซ้ำที่เหมาะสมกับข้อมูลเครดิตเยอรมันที่มีอัตราส่วนความไม่สมดุลแตกต่างกัน 3 ค่าคือ 2.3, 10 และ 14 โดยวัดประสิทธิภาพด้วยตัวชี้วัด Accuracy, The area under the curve, F1-score, Precision, Brier score และ Kolmogorov-Smirnov และทดสอบทางสถิติเพื่อแสดงว่าประสิทธิภาพของตัวแบบมีความแตกต่างกัน ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 ผลการศึกษาพบว่าข้อมูลเครดิตเยอรมันที่มีอัตราส่วนความไม่สมดุลต่ำ (IR = 2.3) ตัวแบบ Logistic Regression ที่ใช้เทคนิค Linear Discriminant Analysis (LDA) และ Systematic Minority Over-Sampling Technique (SM) จะมีประสิทธิภาพเฉลี่ยดีที่สุดในการจำแนกประเภท ในส่วนของอัตราส่วนความไม่สมดุลกลาง (IR = 10) และ อัตราส่วนความไม่สมดุลสูง (IR = 14) วิธีการลดมิติข้อมูลและการสุ่มตัวอย่างซ้ำที่มีประสิทธิภาพคือ Linear Discriminant Analysis (LDA), Random Under-Sampling (RUS) และ Linear Discriminant Analysis (LDA), Borderline SMOTE (BSM) ตามลำดับ โดยที่การเรียนรู้แบบรวมกลุ่มด้วยตัวแบบที่แตกต่างกันแบบขนานมีประสิทธิภาพเฉลี่ยดีที่สุด ทั้งในกรณีที่มีและไม่มีวิธีการลดมิติข้อมูลและสุ่มตัวอย่างซ้ำของอัตราส่วนความไม่สมดุลกลางและสูง

ประสิทธิภาพของวิธีการจัดการข้อมูลไม่สมดุลสำหรับการจำแนกกลุ่มภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน, กาญธนา ลออสิริกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ของวิธีการปรับสมดุลข้อมูลกับเงื่อนไขด้านขนาดตัวอย่าง เทคนิคการจำแนกข้อมูล จำนวนตัวแปรระหว่างกลุ่มตัวแปรจัดประเภทต่อกลุ่มตัวแปรต่อเนื่อง อัตราออด และร้อยละของจำนวนข้อมูลกลุ่มหลักต่อข้อมูลกลุ่มรองที่มีต่อประสิทธิภาพของการจำแนกกลุ่ม การปรับสมดุลของข้อมูลแบ่งออกเป็น 3 วิธี ได้แก่ (1) ไม่ปรับสมดุล (2) วิธี random oversampling และ (3) วิธีผสมผสานระหว่างรูปแบบสุ่มเกินและสุ่มลด (hybrid) โดยใช้แพคเกจ ROSE ส่วนเงื่อนไขด้านขนาดตัวอย่างแบ่งออกเป็น ขนาดตัวอย่างเท่ากับ 100 300 และ 500 หน่วย ด้านเทคนิคการจำแนกข้อมูล แบ่งออกเป็น 4 วิธี ได้แก่ (1) เคเนียร์เรสเนเบอร์ (2) การถดถอยโลจิสติก (3) แรนดอมฟอร์เรส และ (4) ซัพพอร์ตเวกเตอร์แมชชีน ตัวแปรจากการจำลองแบ่งออกเป็นตัวแปรตามซึ่งจำลองด้วยการถดถอยโลจิสติก ส่วนตัวแปรอิสระในการจำลองข้อมูลครั้งนี้จะกำหนดให้ใช้ตัวแปรอิสระจำลองทั้งหมด 8 ตัว โดยกำหนดให้มีจำนวนตัวแปรระหว่างกลุ่มตัวแปรจัดประเภทต่อกลุ่มตัวแปรต่อเนื่อง 3 กรณี คือ 4:4 5:3 และ 6:2 ในขณะที่ระดับของอัตราออด จะสุ่มค่าจากช่วง [1,2) หรือ [2,3) และร้อยละของข้อมูลระหว่างข้อมูลกลุ่มหลักต่อข้อมูลกลุ่มรอง แบ่งออกเป็น 2 กรณี ได้แก่ 60:40 และ 70:30 พิจารณาเกณฑ์ประสิทธิภาพของข้อมูลด้วยตัวชี้วัดความถูกต้องในการจำแนก ความไว และความจำเพาะ การจำลองแต่ละสถานการณ์จะทำซ้ำสถานการณ์ละ 500 รอบ การวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างวิธีการปรับสมดุลข้อมูลกับเงื่อนไขต่าง ๆ ใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนพหุคูณหลายทาง (n-way MANOVA) ผลการวิจัยพบว่า วิธีการปรับสมดุลข้อมูลมีปฏิสัมพันธ์แบบสองทางกับเงื่อนไขด้านขนาดตัวอย่าง ร้อยละของข้อมูลระหว่างข้อมูลกลุ่มหลักต่อข้อมูลกลุ่มรอง อัตราออด และเทคนิคการจำแนกข้อมูล และพบปฏิสัมพันธ์แบบสามทางกับเงื่อนไขต่อไปนี้ (1) ขนาดตัวอย่างและจำนวนตัวแปรระหว่างกลุ่มตัวแปรจัดประเภทต่อกลุ่มตัวแปรต่อเนื่อง (2) ขนาดตัวอย่างและเทคนิคการจำแนกข้อมูล และ (3) ร้อยละของข้อมูลระหว่างข้อมูลกลุ่มหลักต่อข้อมูลกลุ่มรอง และเทคนิคการจำแนกข้อมูล ดังนั้นนักวิเคราะห์ข้อมูลควรเลือกใช้วิธีการปรับสมดุลข้อมูลโดยพิจารณาให้เหมาะสมกับสภาพของข้อมูลที่ใช้ในการวิเคราะห์

สมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร: การวิเคราะห์องค์ประกอบเชิงสำรวจและเชิงยืนยันพหุระดับ, รัมณรา สมประสงค์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

สมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหารในปัจจุบันมีความสำคัญต่อการปฏิบัติงานในยุคของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว งานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยเชิงบรรยาย มีวัตถุประสงค์ดังนี้ 1) เพื่อสังเคราะห์ตัวชี้วัดสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร 2) เพื่อสำรวจองค์ประกอบพหุระดับสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร 3) เพื่อตรวจสอบความสอดคล้องเชิงประจักษ์ขององค์ประกอบพหุระดับสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร ตัวอย่างวิจัย เป็นบุคลากรระดับปฏิบัติการในองค์กรทหารสังกัดกระทรวงกลาโหม 50 หน่วยงาน จำนวน 860 คน สำหรับใช้ในการวิเคราะห์องค์ประกอบเชิงสำรวจพหุระดับ และจำนวน 863 คน สำหรับใช้ในการวิเคราะห์องค์ประกอบเชิงยืนยันพหุระดับ เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยเพื่อการวิเคราะห์องค์ประกอบพหุระดับ คือแบบวัดสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร ประกอบไปด้วย 2 ตอน คือ ข้อมูลพื้นฐานของกำลังพลผู้ตอบแบบสอบถาม และแบบวัดสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร จำนวน 69 ข้อคำถาม วิเคราะห์ข้อมูลด้วยโปรแกรม IBM SPSS Statistics 22 และ MPlus6 ผลการวิจัยพบว่า (1) ตัวชี้วัดสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร ประกอบไปด้วย 16 ตัวชี้วัด ได้แก่ 1) การวางแผนการใช้งานอุปกรณ์เทคโนโลยีดิจิทัลแบบบูรณาการ 2) การสืบค้นข้อมูลทางดิจิทัล 3) การประเมินความน่าเชื่อถือของข้อมูล 4) การใช้งานเทคโนโลยีเบื้องต้น 5) การแก้ปัญหาจากการใช้เทคโนโลยีดิจิทัล 6) การใช้อินทราเน็ตขององค์กร 7) การรักษาความลับในโลกไซเบอร์ 8) การจัดการไฟล์ดิจิทัลทางการทหาร 9) การเข้าถึงไฟล์ดิจิทัลในกรณีปฏิบัติงานนอกสถานที่ 10) การจัดการฐานข้อมูลทางการทหาร 11) การใช้สื่อดิจิทัลทางไกลเพื่อการสื่อสารทางการทหาร 12) การนำเสนอข้อมูลทางทหารในรูปแบบดิจิทัล 13) การสร้างสิ่งแวดล้อมทางดิจิทัลเพื่อการทำงาน 14) การตระหนักถึงความปลอดภัยบนโลกไซเบอร์ 15) การรักษามารยาทในสังคมดิจิทัล 16) เจตคติต่อการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลในองค์กร (2) องค์ประกอบเชิงสำรวจพหุระดับสมรรถนะดิจิทัลขององค์กรทหาร มีจำนวน 3 โมเดล คือ 1) องค์ประกอบระดับระดับบุคคล 4 องค์ประกอบ ระดับองค์กร 1 องค์ประกอบ 2) องค์ประกอบระดับบุคคล 4 องค์ประกอบ ระดับองค์กร 2 องค์ประกอบ 3) องค์ประกอบระดับบุคคล …

การเปรียบเทียบวิธีการใส่ค่าสูญหาย ในตัวแบบการถดถอยเชิงเส้นพหุที่ตัวแปรอิสระมีการสูญหายแบบนอนอิกนอร์เรเบิลที่สัมพันธ์กัน, ศุภสันติ์ ดีมาก

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบวิธีการประมาณสูญหายในตัวแบบการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ ที่ตัวแปรอิสระมีการสูญหายแบบนอนอิกนอร์เรเบิลที่มีความสัมพันธ์กัน ในการศึกษานี้มีวิธีการที่ถูกพัฒนาขึ้นคือ Expected Regression Imputation (ERI) และ Conditional Expected Regression Imputation (CERI) โดยจะเปรียบเทียบประสิทธิภาพวิธีการที่พัฒนาขึ้นมากับอีก 3 วิธีการ ได้แก่ วิธี K-Nearest Neighbor Imputation (KNN), วิธี Expectation Maximization Algorithm (EM) และ วิธี Predictive Mean Matching Imputation (PMM) ) การศึกษานี้ได้ควบคุมปัจจัยความแปรปรวนของตัวแปรอิสระ, ความสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระ, ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานค่าความคลาดเคลื่อน, ร้อยละการสูญหายและระดับ Nonignorability โดยวิธีการที่ให้ค่าเฉลี่ยของค่าเฉลี่ยความคลาดเคลื่อนกำลังสอง (Average mean square error) น้อยที่สุดจะเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุด ผลการวิจัยพบว่า เมื่อข้อมูลมีการกระจายตัวสูงและกลางวิธี KNN มีประสิทธิภาพสูงสุดในทุกกรณีที่ศึกษา แต่ถ้าข้อมูลกระจายตัวต่ำ วิธี KNN จะดีเมื่อกรณีตัวแปรมีความสัมพันธ์กันสูงและร้อยละการสูญหายต่ำ วิธี EM จะประสิทธิภาพสูงเมื่อร้อยละการสูญหายสูงในทุกระดับความสัมพันธ์ วิธี ERI จะประสิทธิภาพสูงเมื่อตัวแปรมีความสัมพันธ์เชิงบวกในระดับกลางลงไปในเกือบทุกกรณีที่ศึกษา วิธี CERI จะประสิทธิภาพสูงเมื่อตัวแปรมีความสัมพันธ์เชิงลบในระดับกลางลงไปและร้อยละการสูญหายต่ำ

Optimizing Model Observer Performance In Learning-Based Ct Reconstruction, Gregory Ongie, Emil Y. Sidky, Ingrid S. Reiser, Xiaochuan Pan

Mathematical and Statistical Science Faculty Research and Publications

Deep neural networks used for reconstructing sparse-view CT data are typically trained by minimizing a pixel- wise mean-squared error or similar loss function over a set of training images. However, networks trained with such losses are prone to wipe out small, low-contrast features that are critical for screening and diagnosis. To remedy this issue, we introduce a novel training loss inspired by the model observer framework to enhance the detectability of weak signals in the reconstructions. We evaluate our approach on the reconstruction of synthetic sparse-view breast CT data, and demonstrate an improvement in signal detectability with the proposed loss.

Forecasting Bitcoin, Ethereum And Litecoin Prices Using Machine Learning, Sai Prabhu Jaligama

Graduate Research Theses & Dissertations

This research aims to predict the cryptocurrencies Bitcoin, Litecoin and Ethereum using Time Series Modelling with daily data of closing price from 16th of October 2018 to 9th of September 2021for a total of 1073 days. Augmented Dickey Fuller test was first used to check stationarity of the time series, then two forecasting algorithms called ARIMA, and PROPHET were used to make predictions. The findings show similar results for both the models for each of Bitcoin, Ethereum and Litecoin. The results achieved show modelling cryptocurrencies which are volatile using a single variable produces satisfying results.

Impact Of Public And Private Investments On Economic Growth Of Developing Countries, Faruque Ahamed

Graduate Research Theses & Dissertations

This paper aims to study the impact of public and private investments on the economic growth of developing countries. The study uses panel data from 39 developing countries covering the periods 1990-2019. The study is based on the neoclassical growth models or exogenous growth models in which land, labor, capital accumulation, etc., and technology proved substantial for economic growth. The paper uses the impact on overall GDP growth and GDP per capita growth. The study used a mixed-effect regression model and a Bayesian logistic regression model to derive the findings. For private investments, domestic credit has a positive association, but …

Stigma And Discrimination’S Effect On Hiv Testing Of Pregnant Women In Nigeria, Charles Echezona Nzelu

Walden Dissertations and Doctoral Studies

The utilization of HIV testing services among pregnant women in Nigeria has not been optimal. Although much is known about the determinants of HIV testing among pregnant women, there is a gap in knowledge on determinants for pregnant women infected with the virus, specifically whether stigma and discrimination are barriers. The purpose of this study was to examine the effect of stigmatizing attitudes and personal knowledge of discriminatory practices towards persons living with HIV/AIDS on the decision by pregnant Nigerian women aged 15-49 years to test for HIV during antenatal visits or childbirth. The health belief model served as the …

Investigaion Of The Gamma Hurdle Model For A Single Population Mean, Alissa Jacobs

Electronic Theses and Dissertations

A common issue in some statistical inference problems is dealing with a high frequency of zeroes in a sample of data. For many distributions such as the gamma, optimal inference procedures do not allow for zeroes to be present. In practice, however, it is natural to observe real data sets where nonnegative distributions would make sense to model but naturally zeroes will occur. One example of this is in the analysis of cost in insurance claim studies. One common approach to deal with the presence of zeroes is using a hurdle model. Most literary work on hurdle models will focus …

Energy Integrated Ratio Analysis Of The Anomalous Precession Frequency In The Fermilab Muon G-2 Experiment, Ritwika Chakraborty

Theses and Dissertations--Physics and Astronomy

The muon’s anomalous magnetic moment, a_μ, provides a unique way for probing physics beyond the standard model experimentally as it gathers contributions from all the known and unknown forces and particles in nature. The theoretical prediction of a_μ has been in greater than 3 σ tension with the experimental measurement since the results of the Muon g-2 Experiment at the Brookhaven National Laboratory (E-821) were published in the early 2000s with a precision of 540 ppb. To settle this tension, the new Fermilab Muon g - 2 Experiment (E-989) is currently taking data with the aim of …

Role Of Inhibition And Spiking Variability In Ortho- And Retronasal Olfactory Processing, Michelle F. Craft

Theses and Dissertations

Odor perception is the impetus for important animal behaviors, most pertinently for feeding, but also for mating and communication. There are two predominate modes of odor processing: odors pass through the front of nose (ortho) while inhaling and sniffing, or through the rear (retro) during exhalation and while eating and drinking. Despite the importance of olfaction for an animal’s well-being and specifically that ortho and retro naturally occur, it is unknown whether the modality (ortho versus retro) is transmitted to cortical brain regions, which could significantly instruct how odors are processed. Prior imaging studies show different …

Fact Sheet, Yale University Office Of Institutional Research

Fact Sheets

No abstract provided.

Mindfulness And Pain Regulation: The Role Of Acceptance And Commitment Therapy For Individuals With Chronic Pain, Ariana C. White

Honors Theses and Capstones

Chronic pain is a significant and widely prevalent health condition which requires comprehensive care to address the many facets contributing to symptomatology. In 2016, 20% of American adults (about 50 million) reported experiencing chronic pain, of which 7.4% indicated that chronic pain frequently limited their life and participation in activities within the past 3 months (CDC, 2018). As a result, many individuals with chronic pain turn to opioid-based medication for pain relief, but long-term use of opioids actually increases pain sensation (Tobin, 2019). Moreover, opioid medication is unable to target underlying mental health components which emerge as part of chronic …

Realtime Event Detection In Sports Sensor Data With Machine Learning, Mallory Cashman

Honors Theses and Capstones

Machine learning models can be trained to classify time series based sports motion data, without reliance on assumptions about the capabilities of the users or sensors. This can be applied to predict the count of occurrences of an event in a time period. The experiment for this research uses lacrosse data, collected in partnership with SPAITR - a UNH undergraduate startup developing motion tracking devices for lacrosse. Decision Tree and Support Vector Machine (SVM) models are trained and perform with high success rates. These models improve upon previous work in human motion event detection and can be used a reference …

Modeling Joint Survival Probabilities Of Runs Scored And Balls Faced In Limited Overs Cricket Using Copulas, Lochana K. Palayangoda, Hasika W. Senevirathne, Ananda B. Manage

Mathematics & Statistics Faculty Publications

In limited overs cricket, the goal of a batsman is to score a maximum number of runs within a limited number of balls. Therefore, the number of runs scored and the number of balls faced are the two key statistics used to evaluate the performance of a batsman. In cricket, as the batsmen play as pairs, having longer partnerships is also key to building strong innings. Moreover, having a steady opening partnership is extremely important as a team aims to build such a stronger innings. In this study, we have shown a way to evaluate the performance of opening partnerships …

M-Cubes: An Efficient And Portable Implementation Of Multi-Dimensional Integration For Gpus, Ioannis Sakiotis, Kamesh Arumugam, Marc Paterno, Desh Ranjan, Balŝa Terzić, Mohammad Zubair

Computer Science Faculty Publications

The task of multi-dimensional numerical integration is frequently encountered in physics and other scientific fields, e.g., in modeling the effects of systematic uncertainties in physical systems and in Bayesian parameter estimation. Multi-dimensional integration is often time-prohibitive on CPUs. Efficient implementation on many-core architectures is challenging as the workload across the integration space cannot be predicted a priori. We propose m-Cubes, a novel implementation of the well-known Vegas algorithm for execution on GPUs. Vegas transforms integration variables followed by calculation of a Monte Carlo integral estimate using adaptive partitioning of the resulting space. mCubes improves performance on GPUs by maintaining relatively …

Length Of Stay In A Homeless Shelter And Mitigating Homelessness, Uwemedimo S. Etteyit

Walden Dissertations and Doctoral Studies

AbstractHomelessness is a major public health issue in the United States. Every night, thousands of people have no residence to call their own. Most homeless persons turn to homeless shelters for help. Despite the homeless shelters, the problem of homelessness persists. This study examined the concept that the length of time spent at a homeless shelter is related to the homeless persons mitigating their homelessness through home placement, jobs, and healthcare access. Homelessness was examined using the socioecological model with its attendant levels of influence. On the intrapersonal level, socioeconomic status, education, old age, veteran status, and disability were factors. …

Reinforcement Learning: Low Discrepancy Action Selection For Continuous States And Actions, Jedidiah Lindborg

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

In reinforcement learning the process of selecting an action during the exploration or exploitation stage is difficult to optimize. The purpose of this thesis is to create an action selection process for an agent by employing a low discrepancy action selection (LDAS) method. This should allow the agent to quickly determine the utility of its actions by prioritizing actions that are dissimilar to ones that it has already picked. In this way the learning process should be faster for the agent and result in more optimal policies.

Non-Inferiority Testing: Kernel Estimation And Overlap Measure, Larie C. Ward

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

In non-inferiority testing, the decision of whether a proposed treatment is non-inferior to a reference treatment depends on model assumptions and choices of acceptable tolerance limits. Here, we consider a method that employs kernels to estimate the probability density functions of both the experimental and reference populations from two independent samples. Based on these densities, we introduce a quantity called the overlap coefficient or overlap measure. A bootstrap technique is helpful in exploring the distribution and variance empirically. We derive the distribution of this measure and define a hypothesis test that can be applied to the non-inferiority setting under some …

The Three-Way Interplay Among Early Life Exposures, The Gut Microbiome, And Outcomes In Infancy, Yuka Moroishi

Dartmouth College Ph.D Dissertations

The bidirectional relationship between the gut microbiome and immune system plays an important role in host immune status: the immune system provides the gut microbiome the optimal environment to thrive in, and the gut microbiome helps regulate the immune system. This relationship is especially important in infants, whose immune system is still premature and rely on innate immunity.

We investigated the three-way interplay among early-life exposures, the developing gut microbiome, and outcomes in infancy from the general population in New Hampshire, US. We used prospective cohort data from the New Hampshire Birth Cohort study to 1) determine whether timing of …

Information Entropic Content Of Astrophysical Spectra: Applications To Cosmology And Astrobiology, Sara Vannah

Dartmouth College Ph.D Dissertations

Astrophysics faces two critical challenges: the difficulty of observing very distant targets and the difficulty of interpreting science in diverse and often extreme environments that have not been replicated on Earth. In this thesis, we discuss two types of spectra — one from early universe cosmology and one from astrobiology — where improvements in telescope technology are just ushering in a wave of precise observations, addressing the first challenge. This accelerates the need for a solution to the second challenge. Traditional methods for analyzing these two spectra rely heavily on unsettled science, biasing results to match the input assumptions. In …