Journals / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2023 / Cilt: 13 - Sayı: 2

Binary white shark optimization algorithm for feature selection problems

Öznitelik seçimi problemleri için ikili beyaz köpekbalığı optimizasyon algoritması

Pages
281–298
Publication Date
2023-04-15
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)

Experimental results show that the proposed methods are successful in feature selection and increase the classification success.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Feature selection is the process of eliminating redundant, irrelevant and noisy features from a large-scale dataset while aiming for acceptable classification accuracy in machine learning problems.
📊
Key Findings & Data:In the literature, there are studies in which metaheuristic optimization algorithms have successful performance in finding optimal feature subsets.
💡
Conclusion & Impact:Experimental results show that the proposed methods are successful in feature selection and increase the classification success.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Beyaz köpek balığı optimizasyonu algoritması · Metasezgisel algoritmalar · Öznitelik seçimi

Abstract

Feature selection is the process of eliminating redundant, irrelevant and noisy features from a large-scale dataset while aiming for acceptable classification accuracy in machine learning problems. In fact, feature selection can also be described as an optimization problem. In the literature, there are studies in which metaheuristic optimization algorithms have successful performance in finding optimal feature subsets. In this study, the white shark optimization algorithm (WSO) has been converted into binary form with S, V and U-shaped transfer functions and used for feature selection. The proposed methods have been applied on eight different datasets in the UCI data repository and examined in terms of classification accuracies, fitness values and selected feature numbers. The k-nearest neighbor classifier has been used as a classifier. Then, Freidman rank test has been applied by comparing with different metaheuristic algorithms. Experimental results show that the proposed methods are successful in feature selection and increase the classification success. It can be interpreted that especially the V and U-shaped versions produce more stable and high accuracy results.

Özet

Öznitelik seçimi, makine öğrenmesi problemlerinde kabul edilebilir bir sınıflandırma doğruluğunu hedeflerken, aynı zamanda büyük ölçekli bir veri kümesinden gereksiz, alakasız ve gürültülü öznitelikleri elimine etme işlemidir. Aslında öznitelik seçimi de bir optimizasyon problemi olarak nitelendirilebilir. Literatürde metasezgisel optimizasyon algoritmalarının, optimum öznitelik alt kümelerinin bulunmasında başarılı performansa sahip olduğu çalışmalar mevcuttur. Bu çalışmada da beyaz köpek balığı optimizasyon algoritması (BKO), S, V ve U-şekilli transfer fonksiyonları ile ikili forma dönüştürülerek öznitelik seçimi için kullanılmıştır. Önerilen yöntemler UCI veri deposundaki sekiz farklı veri kümesi üzerinde uygulanmış ve sınıflandırma doğrulukları, uygunluk değerleri ve seçilen öznitelik sayıları yönünden incelenmiştir. Sınıflandırıcı olarak k-en yakın komşuluk sınıflandırıcısı kullanılmıştır. Daha sonra farklı metasezgisel algoritmalarla karşılaştırılarak Freidman sıralama testi uygulanmıştır. Deneysel sonuçlar önerilen metotların, öznitelik seçiminde başarılı olduğunu ve sınıflandırma başarısını artırdığını göstermektedir. Özellikle V ve U-şekilli versiyonların daha kararlı ve yüksek doğrulukla sonuçlar ürettiği yorumu yapılabilir.

🔖

Cite This Article

ONAY, F. K. (2023). Binary white shark optimization algorithm for feature selection problems. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 13 - Sayı: 2, 281–298. https://ajindex.com/articles/886161

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (11)

  1. Abdel-Basset, M., Abdel-Fatah, L., & Sangaiah, A. K. (2018). Metaheuristic algorithms: A comprehensive review. Computational intelligence for multimedia big data on the cloud with engineering applications, 185-231. doi:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813314-9.00010-4
  2. Abualigah, L., Diabat, A., Mirjalili, S., Abd Elaziz, M., & Gandomi, A. H. (2021). The arithmetic optimization algorithm. Computer Methods in Applied Mechanics, 376, 113609. doi:https://doi.org/10.1016/j.cma.2020.113609
  3. Arora, S., & Anand, P. (2019). Binary butterfly optimization approaches for feature selection. Expert Systems with Applications, 116, 147-160. doi:https://doi.org/10.1016/j.eswa.2018.08.051
  4. Awadallah, M. A., Hammouri, A. I., Al-Betar, M. A., Braik, M. S., & Abd Elaziz, M. (2022). Binary Horse herd optimization algorithm with crossover operators for feature selection. Computers in Biology Medicine, 141, 105152. doi:https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2021.105152 Bäck, T., & Schwefel, H.-P. (1993). An overview of evolutionary algorithms for parameter optimization. Evolutionary computation, 1(1), 1-23. doi:https://doi.org/10.1162/evco.1993.1.1.1
  5. Braik, M., Hammouri, A., Atwan, J., Al-Betar, M. A., & Awadallah, M. A. J. K.-B. S. (2022). White Shark Optimizer: A novel bio-inspired meta-heuristic algorithm for global optimization problems. 243, 108457. doi:https://doi.org/10.1016/j.knosys.2022.108457
  6. Dash, M., & Liu, H. (1997). Feature selection for classification. Intelligent data analysis, 1(1-4), 131-156. doi:https://doi.org/10.1016/S1088-467X(97)00008-5
  7. Dehghani, M., Montazeri, Z., Dehghani, A., Malik, O. P., Morales-Menendez, R., Dhiman, G., Nouri, N., Ehsanifar, A., Guerrero, J. M., & Ramirez-Mendoza, R. A. (2021). Binary spring search algorithm for solving various optimization problems. Applied Sciences, 11(3), 1286. doi:https://doi.org/10.3390/app11031286
  8. Dhiman, G., & Kumar, V. (2019). Seagull optimization algorithm: Theory and its applications for large-scale industrial engineering problems. Knowledge-based systems, 165, 169-196. doi:https://doi.org/10.1016/j.knosys.2018.11.024
  9. Duda, R. O., Hart, P. E., & Stork, D. G. (2001).
  10. Pattern Classification, Hoboken. In: NJ: Wiley. Fan, Q., Chen, Z., & Xia, Z. (2020). A novel quasi-reflected Harris hawks optimization algorithm for global optimization problems. Soft Computing, 24(19), 14825-14843. doi:https://doi.org/10.1007/s00500-020-04834-7
  11. Friedman, M. (1940). A comparison of alternative tests of significance for the problem o