Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2016 / Cilt: 31 - Sayı: 4

Automatic mining of accurate and comprehensible numerical classification rules with cat swarm optimization algorithm

Kedi sürüsü optimizasyon algoritmasıyla doğru ve anlaşılabilir nümerik sınıflandırma kurallarının otomatik keşfi

Pages
839–857
Publication Date
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Although CSO has not been embedded with any improvement and has firstly implemented in this research area, the obtained results seem promising.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Optimization is the process of finding the best solution of a problem.
📊
Key Findings & Data:For this purpose, four numerical databases obtained from UCI data warehouse have been used and accurate and comprehensible classification rules have been mined.
💡
Conclusion & Impact:Although CSO has not been embedded with any improvement and has firstly implemented in this research area, the obtained results seem promising.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

Optimization is the process of finding the best solution of a problem. There are many optimization algorithms proposed for optimization problems. The metaheuristic algorithm can give solutions close to optimum in an acceptable period of time for large-scaled optimization problems. The metaheuristic optimization algorithms are evaluated in seven different groups which are biology-based, physics-based, swarm-based, social-based, music-based, sport-based, and chemistry-based. The swarm-based optimization algorithms have been developed by observing the behaviors of creatures e.g. birds, fishes, cats, bees etc. Data mining is the process of discovery of meaningful and useful data within huge databases. Classification rules mining is one of the most commonly studied data mining problems and with methods for this problem, users can easily understand the rules extracted from databases. In this work, one of the most recent swarm based optimization algorithm, Cat Swarm Optimization (CSO), has been firstly used for classification rules mining within databases composed of numerical or mixed data types automatically. There is not any preprocess for finding true ranges for appropriate attributes of the rules, this has been automatically done by CSO. Furthermore, the used objective function is very flexible and many different objectives can easily be added to. For this purpose, four numerical databases obtained from UCI data warehouse have been used and accurate and comprehensible classification rules have been mined. The results have been compared with the results obtained from Weka program. Although CSO has not been embedded with any improvement and has firstly implemented in this research area, the obtained results seem promising.

Özet

Metasezgisel algoritmalar, büyük boyutlu optimizasyon problemleri için, kabul edilebilir sürede optimuma yakın çözümler verebilen algoritmalardır. Genel amaçlı metasezgisel optimizasyon algoritmaları; biyoloji tabanlı, fizik tabanlı, sürü tabanlı, sosyal tabanlı, müzik tabanlı, spor tabanlı ve kimya tabanlı olmak üzere yedi farklı grupta değerlendirilmektedir. Sürü zekâsı tabanlı optimizasyon algoritmaları kuş, balık, kedi ve arı gibi canlı sürülerinin hareketlerinin incelenmesiyle geliştirilmiştir. Veri madenciliği, büyük ölçekli verilerden anlamlı ve faydalı bilginin keşfedilmesi işlemidir. Sınıflandırma kurallarının madenciliği üzerinde en çok çalışılan veri madenciliği problemlerinden biridir ve bu problemde veri kümelerinden kullanıcıların rahatça anlayabileceği kurallar çıkarılmaktadır. Bu çalışmada, en güncel sürü zekâsı optimizasyon algoritmalarından Kedi Sürüsü Optimizasyonu (KSO) bildiğimiz kadarıyla ilk kez nümerik ya da karışık tipte verilerden oluşan veritabanlarında sınıflandırma kurallarının otomatik keşfinde kullanılmıştır. Kuralda yer alabilecek ilgili niteliklerin doğru aralıkları için bir ön işlem kullanılmamış, kurallarla birlikte otomatik olarak bulunması da KSO tarafından sağlanmıştır. Ayrıca, kullanılan amaç fonksiyonu çok esnektir ve farklı amaçlar kolaylıkla fonksiyona entegre edilebilir. Bu amaçla, UCI veri ambarından alınan 4 adet veritabanı kullanılmış; doğru ve anlaşılabilir sınıflandırma kuralları keşfedilmiştir. Bulunan sonuçlarla Weka programından elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. KSO algoritması üzerinde herhangi bir iyileştirme yapılmadığı ve bu alanda ilk kez kullanıldığı halde, elde edilen sonuçların umut verici olduğu gözlenmiştir.

🔖

Cite This Article

ALATAŞ, B., AKYOL, S. (2022). Automatic mining of accurate and comprehensible numerical classification rules with cat swarm optimization algorithm. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 31 - Sayı: 4, 839–857. https://ajindex.com/articles/523611

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (15)

  1. Alataş B., Akın E., Sınıflandırma Kurallarının Karınca Koloni Algoritmasıyla Keşfi, ELECO'2004, Bursa, 357-361, Aralık, 2004.
  2. Özkan Y., Veri Madenciliği Yöntemleri, Papatya Yayıncılık Eğitim, 2008.
  3. Ga D., Boullé M., A Bayesian Approach for Classification Rule Mining in Quantitative Databases, Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases, Springer Berlin Heidelberg, 243-259, 2012.
  4. Olmo J. L., Romero J. R., Ventura S., Classification Rule Mining Using Ant Programming Guided by Grammar with Multiple Pareto Fronts, Soft Computing, 16 (12), 2143-2163, 2012.
  5. Changpetch P., Lin D. K., Interestingness Measures for Classification Rule Mining: Model Selection Ability, International Journal of Computer Science Issues (IJCSI), 12 (4), 76, 2015.
  6. Al-diabat M., Arabic Text Categorization Using Classification Rule Mining, Applied Mathematical Sciences, 6 (81), 4033-4046, 2012.
  7. Jacques J., Taillard J., Delerue D., Dhaenens C., Jourdan L., Conception of a Dominance-based Multi- Objective Local Search in the Context of Classification Rule Mining in Large and Imbalanced Data Sets, Applied Soft Computing, 34, 705-720, 2015.
  8. Cano A., Zafra A., Ventura S., An Interpretable Classification Rule Mining Algorithm, Information Sciences, 240, 1-20, 2013.
  9. Mishra B. S. P., Addy A. K., Roy R., Dehuri S., Parallel Multi-Objective Genetic Algorithms for Associative Classification Rule Mining, Proceedings of the 2011 International Conference on Communication, Computing & Security, ACM, 409-414, 2011.
  10. Salama K. M., Abdelbar A. M., Otero F. E., Freitas A. A., Utilizing Multiple Pheromones in an Ant-based Algorithm for Continuous-Attribute Classification Rule Discovery, Applied Soft Computing, 13 (1), 667-675, 2013.
  11. Haltaş A., Alkan A., Karabulut M., Performance Analysis of Heuristic Search Algorithms in Text Classification, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (3), 417-427, 2015.
  12. Köklü M., Kahramanlı H., Allahverdi N., A New Accurate and Efficient Approach to Extract Classification Rules, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (3), 477-486, 2014
  13. Chu S. C., Tsai P. W., Pan J. S., Cat Swarm Optimization, 9th Pacific Rim International Conference on Artificial Intelligence, LNAI, 4099, 854-858, 2006.
  14. Santosa B., Ningrum M.K., Cat Swarm Optimization for Clustering, International Conference of Soft Computing and Pattern Recognition, 54-59, 2009.
  15. Wang Z. H., Chang C. C., Li M. C., Optimizing LeastSignificant-Bit