系统工程与电子技术 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (9): 2831-2842.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.09.22

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基于蚁狮算法的元特征选择方法

李庚松1, 刘艺1,*, 郑奇斌2, 秦伟1, 李红梅2, 任小广1, 宋明武3   

  1. 1. 国防科技创新研究院, 北京 100071
    2. 军事科学院, 北京 100091
    3. 天津(滨海)人工智能创新中心, 天津 300457
  • 收稿日期:2022-05-06 出版日期:2023-08-30 发布日期:2023-09-05
  • 通讯作者: 刘艺
  • 作者简介:李庚松 (1999—), 男, 硕士, 主要研究方向为算法选择、大数据技术
    刘艺 (1990—), 男, 助理研究员, 博士, 主要研究方向为机器人操作系统、大数据技术、演化算法
    郑奇斌 (1990—), 男, 助理研究员, 博士, 主要研究方向为数据工程、数据挖掘、机器学习
    秦伟 (1983—), 男, 助理研究员, 硕士, 主要研究方向为智能信息系统管理
    李红梅 (1990—), 女, 助理研究员, 博士, 主要研究方向为个性化推荐
    任小广 (1986—), 男, 副研究员, 博士, 主要研究方向为机器人操作系统、高性能计算、数值计算和模拟
    宋明武 (1990—), 男, 工程师, 主要研究方向为人工智能
  • 基金资助:
    科技部科技创新2030-重大项目(2020AAA0104802);国家自然科学基金(91948303);国家自然科学青年基金(61802426)

Meta-feature selection method based on ant lion optimization algorithm

Gengsong LI1, Yi LIU1,*, Qibin ZHENG2, Wei QIN1, Hongmei LI2, Xiaoguang REN1, Mingwu SONG3   

  1. 1. Defense Innovation Institute, Beijing 100071, China
    2. Academy of Military Science, Beijing 100091, China
    3. Tianjin (Binhai) Artificial Intelligence Innovation Center, Tianjin 300450, China
  • Received:2022-05-06 Online:2023-08-30 Published:2023-09-05
  • Contact: Yi LIU

摘要:

为了提升基于元学习算法选择的性能, 提出一种基于蚁狮算法的元特征选择方法。首先, 通过鲁棒初始化机制构建初始种群, 增强所选元特征子集的鲁棒性。其次, 在个体解的搜索过程中应用动态边界策略, 增加方法的种群多样性。然后, 采用混沌映射变异策略, 提升方法的寻优性能, 给出方法伪代码并分析时间复杂度。最后, 使用130个数据集、150种元特征、8种候选算法和5种性能指标构建分类算法选择问题进行测试实验, 分析方法的参数敏感性和机制策略效果, 通过准确率、查准率、查全率和F1分数指标评估并对比方法性能, 验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词: 元特征选择, 蚁狮优化算法, 算法选择, 元学习, 分类

Abstract:

To improve the performance of meta-learning algorithm selection, a meta-feature selection method based on ant lion algorithm is proposed. Firstly, an initial population is constructed through a robust initialization mechanism to enhance the robustness of the selected meta-feature subset. Secondly, dynamic boundary strategy is applied in the search process of individual solutions to increase the population diversity of the method. Then, the chaos map mutation strategy is used to improve the optimization performance of the method, give the method pseudocode and analyze the time complexity. Finally, classification algorithm selection problem are constructed using 130 datasets, 150 meta features, eight candidate algorithms, and five performance indicators for testing experiments. The parameter sensitivity and mechanism strategy effectiveness of the method are analyzed. The performance of the method is evaluated and compared through accuracy, precision, recall, and F1 score indicators, verifying the effectiveness and superiority of the proposed method.

Key words: meta-feature selection, ant lion optimization (ALO) algorithm, algorithm selection, meta-learning, classification

中图分类号: