دسته‌بندی دادگان سونار با استفاده از الگوریتم بهینه‌ساز گرگ خاکستری

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران، استاد تمام

2 دانشجوی دکتری الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران

4 دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر، کارشناسی ارشد

چکیده

این مقاله از یک روش فرا ابتکاری جدید به نام بهینه‌ساز گرگ خاکستری (GWO) به منظور دسته بندی دادگان سونار استفاده می‌کند. الگوریتم GWO از سلسله‌مراتب رهبری و سازوکار شکار گرگ‌های خاکستری در طبیعت تقلید می‌کند. در این الگوریتم از چهار نوع گرگ‌ خاکستری شامل آلفا، بتا، دلتا و امگا برای شبیه‌سازی سلسله‌مراتب رهبری استفاده ‌شده است. علاوه بر این، سه مرحله اصلی شکار شامل جستجوی طعمه، محاصره طعمه و حمله به طعمه شبیه‌سازی می‌شوند. در ابتدا الگوریتم موردنظر توسط 23 تابع آزمون شناخته‌شده به‌خوبی ارزیابی شده و نتایج به‌دست‌آمده با روش بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) مقایسه می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم GWO قادر به ارائه نتایجی بسیار بهتر در یافتن کمینه کلی توابع، سرعت همگرایی و اجتناب از کمینه محلی در مقایسه با الگوریتم PSO است. علاوه بر این، در این مقاله یک کاربرد واقعی از روش ارائه‌شده در زمینه دسته‌بندی دادگان سونار بیان می‌شود. نتایج حاصله نشان می‌دهد که دسته‌بندی‌کننده طراحی شده با الگوریتم گرگ خاکستری دادگان سونار را با دقت 67/96% دسته‌بندی می‌کند، این در حالی است کهPSO دقت 33/92% را حاصل می نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Classification of sonar data set using the gray wolf optimizer algorithm

نویسندگان [English]

  • M. R. Mosavi 1
  • M. Khishe 2
  • A. Ghamgosar 3
  • Javad Ghalandary 4
چکیده [English]

This paper uses a new meta-heuristic called Grey Wolf Optimizer (GWO) for classifying sonar data set. The GWO algorithm imitates the leadership hierarchy and hunting mechanism of grey wolves in nature. It also employs four types of grey wolves including alpha, beta, delta and omega for simulating the leadership hierarchy. In addition, the three main steps of hunting including searching for prey, encircling prey and attacking prey, are simulated. The algorithm is then benchmarked on 23 well-known test functions and the results are compared with Particle Swarm Optimization (PSO). The results show that the GWO algorithm provides better results in finding total minimum of functions, convergence speed and local minima avoidance compared to PSO. In addition, in this paper a real application of proposed method in the field of sonar data set classification is presented. The results show that the designed classifier inspired by grey wolves can classify the sonar data with accuracy of 96.67%; whereas the PSO presents the accuracy of 92.23%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gray Wolf Optimizer
  • Classification
  • Sonar
  • Particle Swarm Optimizer