Published January 1, 2023 | Version v1
Publication

Multi-objective Boolean grey wolf optimization based decomposition algorithm for high-frequency and high-utility itemset mining

  • 1. Princess Nourah bint Abdulrahman University
  • 2. Vellore Institute of Technology University
  • 3. SRM Institute of Science and Technology

Description

In itemset mining, the two vital goals that must be resolved from a multi-objective perspective are frequency and utility. To effectively address the issue, researchers have placed a great deal of emphasis on achieving both objectives without sacrificing the quality of the solution. In this work, an effective itemset mining method was formulated for high-frequency and high-utility itemset mining (HFUI) in a transaction database. The problem of HFUI is modeled mathematically as a multi-objective issue to handle it with the aid of a modified bio-inspired multi-objective algorithm, namely, the multi-objective Boolean grey wolf optimization based decomposition algorithm. This algorithm is an enhanced version of the Boolean grey wolf optimization algorithm (BGWO) for handling multi-objective itemset mining problem using decomposition factor. In the further part of this paper decomposition factor will be mentioned as decomposition. Different population initialization strategies were used to test the impact of the proposed algorithm. The system was evaluated with 12 different real-time datasets, and the results were compared with seven different recent existing multi-objective models. Statistical analysis, namely, the Wilcoxon signed rank test, was also utilized to prove the impact of the proposed algorithm. The outcome shows the impact of the formulated technique model over other standard techniques.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في تعدين مجموعة العناصر، فإن الهدفين الحيويين اللذين يجب حلهما من منظور متعدد الأهداف هما التكرار والفائدة. ولمعالجة هذه القضية بشكل فعال، ركز الباحثون بشكل كبير على تحقيق كلا الهدفين دون التضحية بجودة الحل. في هذا العمل، تمت صياغة طريقة فعالة لتعدين مجموعات العناصر للتعدين عالي التردد وعالي الفائدة (HFUI) في قاعدة بيانات المعاملات. تم تصميم مشكلة HFUI رياضياً كمسألة متعددة الأهداف للتعامل معها بمساعدة خوارزمية متعددة الأهداف معدلة مستوحاة من البيولوجيا، وهي خوارزمية التحلل القائمة على تحسين الذئب الرمادي المنطقي متعدد الأهداف. هذه الخوارزمية هي نسخة محسنة من خوارزمية تحسين الذئب الرمادي المنطقي (BGWO) للتعامل مع مشكلة تعدين مجموعة العناصر متعددة الأهداف باستخدام عامل التحلل. في الجزء الإضافي من عامل تحلل الورق هذا، سيتم ذكره على أنه تحلل. تم استخدام استراتيجيات تهيئة سكانية مختلفة لاختبار تأثير الخوارزمية المقترحة. تم تقييم النظام باستخدام 12 مجموعة بيانات مختلفة في الوقت الفعلي، وتمت مقارنة النتائج مع سبعة نماذج متعددة الأهداف حديثة مختلفة. كما تم استخدام التحليل الإحصائي، أي اختبار التصنيف الموقّع من ويلكوكسون، لإثبات تأثير الخوارزمية المقترحة. تُظهر النتيجة تأثير نموذج التقنية المصاغ على التقنيات القياسية الأخرى.</ abstract>

Translated Description (French)

Dans l'extraction d'éléments, les deux objectifs vitaux qui doivent être résolus d'un point de vue multi-objectif sont la fréquence et l'utilité. Pour résoudre efficacement le problème, les chercheurs ont mis l'accent sur la réalisation des deux objectifs sans sacrifier la qualité de la solution. Dans ce travail, une méthode efficace d'extraction d'éléments a été formulée pour l'extraction d'éléments à haute fréquence et à haute utilité (HFUI) dans une base de données de transactions. Le problème de HFUI est modélisé mathématiquement comme un problème multi-objectif à traiter à l'aide d'un algorithme multi-objectif bio-inspiré modifié, à savoir l'algorithme de décomposition basé sur l'optimisation du loup gris booléen multi-objectif. Cet algorithme est une version améliorée de l'algorithme d'optimisation du loup gris booléen (BGWO) pour la gestion du problème d'exploration d'ensembles d'éléments multi-objectifs à l'aide du facteur de décomposition. Dans la suite de ce papier, le facteur de décomposition sera mentionné comme décomposition. Différentes stratégies d'initialisation de la population ont été utilisées pour tester l'impact de l'algorithme proposé. Le système a été évalué avec 12 ensembles de données en temps réel différents, et les résultats ont été comparés à sept modèles multi-objectifs existants récents différents. L'analyse statistique, à savoir le test de rang signé Wilcoxon, a également été utilisée pour prouver l'impact de l'algorithme proposé. Le résultat montre l'impact du modèle de technique formulé sur les autres techniques standard.

Translated Description (Spanish)

En la minería de conjuntos de elementos, los dos objetivos vitales que deben resolverse desde una perspectiva multiobjetivo son la frecuencia y la utilidad. Para abordar eficazmente el problema, los investigadores han puesto mucho énfasis en lograr ambos objetivos sin sacrificar la calidad de la solución. En este trabajo, se formuló un método efectivo de minería de conjuntos de elementos para la minería de conjuntos de elementos de alta frecuencia y alta utilidad (HFUI) en una base de datos de transacciones. El problema de HFUI se modela matemáticamente como un problema multiobjetivo para manejarlo con la ayuda de un algoritmo multiobjetivo bioinspirado modificado, a saber, el algoritmo de descomposición basado en la optimización de lobo gris booleano multiobjetivo. Este algoritmo es una versión mejorada del algoritmo de optimización de lobo gris booleano (BGWO) para manejar el problema de minería de conjuntos de elementos multiobjetivo utilizando el factor de descomposición. En la parte posterior de este documento, el factor de descomposición se mencionará como descomposición. Se utilizaron diferentes estrategias de inicialización de la población para probar el impacto del algoritmo propuesto. El sistema se evaluó con 12 conjuntos de datos diferentes en tiempo real, y los resultados se compararon con siete modelos multiobjetivo existentes recientes diferentes. El análisis estadístico, a saber, la prueba de rango con signo de Wilcoxon, también se utilizó para demostrar el impacto del algoritmo propuesto. El resultado muestra el impacto del modelo de técnica formulado sobre otras técnicas estándar.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
خوارزمية تحلل متعددة الأهداف قائمة على تحسين الذئب الرمادي المنطقي لتعدين مجموعة عناصر عالية التردد وعالية الفائدة
Translated title (French)
Algorithme de décomposition basé sur l'optimisation du loup gris booléen multi-objectif pour l'extraction d'objets à haute fréquence et à haute utilité
Translated title (Spanish)
Algoritmo de descomposición basado en la optimización de lobo gris booleano multiobjetivo para minería de conjuntos de elementos de alta frecuencia y alta utilidad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4378469594
DOI
10.3934/math.2023920

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1558919105
  • https://openalex.org/W1970204203
  • https://openalex.org/W1974000287
  • https://openalex.org/W1986572138
  • https://openalex.org/W2008499862
  • https://openalex.org/W2025605741
  • https://openalex.org/W2030295525
  • https://openalex.org/W2061438946
  • https://openalex.org/W2064853889
  • https://openalex.org/W2084866398
  • https://openalex.org/W2099404336
  • https://openalex.org/W2107941094
  • https://openalex.org/W2115274736
  • https://openalex.org/W2143428105
  • https://openalex.org/W2151028259
  • https://openalex.org/W2151554678
  • https://openalex.org/W2152195021
  • https://openalex.org/W2161637667
  • https://openalex.org/W2162214498
  • https://openalex.org/W2174096823
  • https://openalex.org/W2183819092
  • https://openalex.org/W2296164026
  • https://openalex.org/W2384824705
  • https://openalex.org/W2484371772
  • https://openalex.org/W2507635762
  • https://openalex.org/W2509363971
  • https://openalex.org/W2580448867
  • https://openalex.org/W2595969138
  • https://openalex.org/W2760781913
  • https://openalex.org/W2770073247
  • https://openalex.org/W2906683418
  • https://openalex.org/W2938403829
  • https://openalex.org/W3003754448
  • https://openalex.org/W3005108979
  • https://openalex.org/W3041071681
  • https://openalex.org/W4225163296
  • https://openalex.org/W4282571037
  • https://openalex.org/W4284973032
  • https://openalex.org/W4293799895
  • https://openalex.org/W4294717996
  • https://openalex.org/W4300818550
  • https://openalex.org/W4313530535
  • https://openalex.org/W4360999243
  • https://openalex.org/W80315153