BinHOA: Efficient Binary Horse Herd Optimization Method for Feature Selection: Analysis and Validations
- 1. Suez Canal University
- 2. Cairo University
- 3. University of Hyogo
- 4. Zagazig University
Description
In the domains of data mining and machine learning, feature selection (FS) is an essential preprocessing step that has a significant effect on the machine learning model's performance.The primary purpose of FS is to eliminate unnecessary features, resulting in time-space reduction as well as improved the corresponding learning model performance.Horse herd optimization algorithm (HOA) is a new metaheuristic algorithm that mimics the herding behavior of horses.Within a wrapper-based approach, a binary version of HOA is proposed in this study to select the optimal subset of features for classification purposes.The transfer function is the most important aspect of the binary version.Eight transfer functions, S-shaped and V-shaped, are tested to map the continuous search space into binary search space.Two main enhancements are integrated into the standard HOA to strengthen its performance.A Levy flight operator is added to improve the HOA's exploring behavior and alleviate local minimal stagnation.Secondly, a local search algorithm is integrated to enhance the best solution obtained after each iteration of HOA.The purpose of the second enhancement is to increase the exploitation capability by looking for the most promising places discovered by HOA.Large-scaled, middle-scaled, and low-scaled datasets from reputable data repositories are used to validate the performance of the proposed algorithm (BinHOA).Comparative tests with state-ofthe-art algorithms reveal that the Levy flight with the local search algorithm have a significant favorable impact on the performance of HOA.An enhancement of the population diversity is observed with avoidance of being trapped in local optima.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في مجالات استخراج البيانات والتعلم الآلي، يعد اختيار الميزة (FS) خطوة أساسية للمعالجة المسبقة لها تأثير كبير على أداء نموذج التعلم الآلي. الغرض الأساسي من FS هو القضاء على الميزات غير الضرورية، مما يؤدي إلى تقليل المساحة الزمنية وكذلك تحسين أداء نموذج التعلم المقابل. خوارزمية تحسين قطيع الحصان (HOA) هي خوارزمية جديدة تحاكي سلوك الرعي للخيول. ضمن نهج قائم على الغلاف، تم اقتراح نسخة ثنائية من HOA في هذه الدراسة لتحديد المجموعة الفرعية المثلى من الميزات لأغراض التصنيف. وظيفة النقل هي أهم جانب من جوانب النسخة الثنائية. يتم اختبار وظائف النقل الثمانية، على شكل حرف S و V، لتعيين مساحة البحث المستمر في مساحة البحث الثنائية. تم دمج اثنين من التحسينات الرئيسية في HOA القياسية لتعزيز أدائها. تمت إضافة مشغل رحلة LEVY لتحسين سلوك استكشاف HOA وتخفيف الحد الأدنى من الركود المحلي. ثانيًا، تم دمج خوارزمية بحث محلية لتعزيز أفضل حل تم الحصول عليه بعد كل تكرار لـ HOA. الغرض من التحسين الثاني هو زيادة القدرة على الاستغلال من خلال البحث عن أكثر الأماكن الواعدة التي اكتشفها HOA. يتم استخدام مجموعات البيانات الكبيرة والمتوسطة والمنخفضة الحجم من مستودعات البيانات ذات السمعة الطيبة للتحقق من أداء الخوارزمية المقترحة (BinHOA). تكشف الاختبارات المقارنة مع خوارزميات حديثة أن رحلة Levy مع خوارزمية البحث المحلية لها تأثير إيجابي كبير على أداء HOA. لوحظ تعزيز التنوع السكاني مع تجنب الوقوع في فخ التحسين المحلي.Translated Description (French)
Dans les domaines de l'exploration de données et de l'apprentissage automatique, la sélection des fonctionnalités (FS) est une étape essentielle du prétraitement qui a un effet significatif sur les performances du modèle d'apprentissage automatique. L'objectif principal de la FS est d'éliminer les fonctionnalités inutiles, ce qui entraîne une réduction de l'espace-temps ainsi qu'une amélioration des performances du modèle d'apprentissage correspondant. L'algorithme d'optimisation du troupeau de chevaux (HOA) est un nouvel algorithme métaheuristique qui imite le comportement d'élevage des chevaux. Dans une approche basée sur l'emballage, une version binaire de HOA est proposée dans cette étude pour sélectionner le sous-ensemble optimal de fonctionnalités à des fins de classification. La fonction de transfert est l'aspect le plus important de la version binaire. Huit fonctions de transfert, en forme de S et en forme de V, sont testées pour mapper l'espace de recherche continue dans l'espace de recherche binaire. Deux améliorations principales sont intégrées dans le HOA standard pour renforcer ses performances. Un opérateur de vol Levy est ajouté pour améliorer le comportement d'exploration du Hoa et atténuer la stagnation minimale locale. Deuxièmement, un algorithme de recherche locale est intégré pour améliorer la meilleure solution obtenue après chaque itération de Hoa. Le but de la deuxième amélioration est de augmenter la capacité d'exploitation en recherchant les endroits les plus prometteurs découverts par HOA.Des ensembles de données à grande échelle, à échelle moyenne et à faible échelle provenant de référentiels de données réputés sont utilisés pour valider les performances de l'algorithme proposé (BinHOA) .Les tests comparatifs avec des algorithmes de pointe révèlent que le vol Levy avec l'algorithme de recherche local a un impact favorable significatif sur les performances de HOA.Une amélioration de la diversité de la population est observée en évitant d'être piégé dans les optima locaux.Translated Description (Spanish)
En los dominios de la minería de datos y el aprendizaje automático, la selección de características (FS) es un paso de preprocesamiento esencial que tiene un efecto significativo en el rendimiento del modelo de aprendizaje automático. El propósito principal de FS es eliminar características innecesarias, lo que resulta en la reducción del tiempo-espacio y en la mejora del rendimiento del modelo de aprendizaje correspondiente. El algoritmo de optimización del rebaño de caballos (HOA) es un nuevo algoritmo metaheurístico que imita el comportamiento de pastoreo de los caballos. Dentro de un enfoque basado en envoltorios, En este estudio se propone una versión binaria de HOA para seleccionar el subconjunto óptimo de características con fines de clasificación. La función de transferencia es el aspecto más importante de la versión binaria. Se prueban ocho funciones de transferencia, en forma de S y en forma de V, para mapear el espacio de búsqueda continua en el espacio de búsqueda binaria. Se integran dos mejoras principales en el HOA estándar para fortalecer su rendimiento. Se agrega un operador de vuelo Levy para mejorar el comportamiento de exploración de la Hoa y aliviar el estancamiento mínimo local. En segundo lugar, se integra un algoritmo de búsqueda local para mejorar la mejor solución obtenida después de cada iteración de Hoa. El propósito de la segunda mejora es aumentar la capacidad de explotación mediante la búsqueda de los lugares más prometedores descubiertos por HOA.Large-scaled, middle-scaled, and low-scaled datasets from reputable data repositories are used to validate the performance of the proposed algorithm (BinHOA) .Las pruebas comparativas con algoritmos de última generación revelan que el vuelo de Levy con el algoritmo de búsqueda local tiene un impacto favorable significativo en el rendimiento de HOA.Se observa una mejora de la diversidad de la población evitando quedar atrapado en óptimos locales.Files
09727175.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:1411375d96227c32baa801ea393fb386
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- BinHOA: طريقة فعالة لتحسين قطيع الخيول الثنائية لاختيار الميزات: التحليل والتحقق من الصحة
- Translated title (French)
- BinHOA : Méthode d'optimisation efficace du troupeau de chevaux binaires pour la sélection des caractéristiques : analyse et validations
- Translated title (Spanish)
- BinHOA: Efficient Binary Horse Herd Optimization Method for Feature Selection: Analysis and Validations
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4214936483
- DOI
- 10.1109/access.2022.3156593
References
- https://openalex.org/W1102883814
- https://openalex.org/W1487321909
- https://openalex.org/W1543715688
- https://openalex.org/W1570713908
- https://openalex.org/W1609173689
- https://openalex.org/W1964529706
- https://openalex.org/W1975436849
- https://openalex.org/W1983362686
- https://openalex.org/W1999284878
- https://openalex.org/W2000621750
- https://openalex.org/W2009684236
- https://openalex.org/W2031183907
- https://openalex.org/W2040675064
- https://openalex.org/W2117564498
- https://openalex.org/W2125213524
- https://openalex.org/W2126051185
- https://openalex.org/W2132545397
- https://openalex.org/W2136554306
- https://openalex.org/W2165379615
- https://openalex.org/W2168081761
- https://openalex.org/W2174270377
- https://openalex.org/W2282226143
- https://openalex.org/W2300857673
- https://openalex.org/W2364240738
- https://openalex.org/W2461302873
- https://openalex.org/W2478827444
- https://openalex.org/W2483031229
- https://openalex.org/W2507119315
- https://openalex.org/W2516642178
- https://openalex.org/W2549891899
- https://openalex.org/W2557903730
- https://openalex.org/W2585392941
- https://openalex.org/W2595303237
- https://openalex.org/W2617425124
- https://openalex.org/W2726376769
- https://openalex.org/W2745573163
- https://openalex.org/W2768434535
- https://openalex.org/W2773918105
- https://openalex.org/W2792304633
- https://openalex.org/W2806419994
- https://openalex.org/W2810096673
- https://openalex.org/W2811177188
- https://openalex.org/W2883013658
- https://openalex.org/W2896052764
- https://openalex.org/W2897301007
- https://openalex.org/W2899750879
- https://openalex.org/W2900971016
- https://openalex.org/W2902016849
- https://openalex.org/W2903754912
- https://openalex.org/W2919979744
- https://openalex.org/W2924610876
- https://openalex.org/W2937078632
- https://openalex.org/W2945163040
- https://openalex.org/W2945932635
- https://openalex.org/W2962182762
- https://openalex.org/W2985845430
- https://openalex.org/W2989700724
- https://openalex.org/W3010721414
- https://openalex.org/W3011398700
- https://openalex.org/W3035533770
- https://openalex.org/W3047346450
- https://openalex.org/W3093758676
- https://openalex.org/W3114640095
- https://openalex.org/W3121034555
- https://openalex.org/W3144556235
- https://openalex.org/W3156034637
- https://openalex.org/W3180345578
- https://openalex.org/W3196901475
- https://openalex.org/W3199656942
- https://openalex.org/W4234872946
- https://openalex.org/W978997059