Selección de características usando modelo hibrido basado en algoritmos genéticos

Abstract

En el articulo se propone un modelo hibrido de selección de características con el objeto de reducir la dimensión del espacio de entrenamiento, sin comprometer la precisión de clasificación. El modelo incluye la inducción de un árbol de decisión que genera subconjuntos de características, para las cuales seguidamente se evalúa su relevancia mediante el criterio del mínimo error de clasificación. El procedimiento de evaluación se desarrolla empleando la regla de los k-vecinos más cercanos. Usualmente, la reducción de espacios supone una cota de error de clasificación; sin embargo, en este trabajo la sintonización del modelo hibrido de selección se realiza usando algoritmos genéticos, con lo cual se obtiene de forma simultánea la minimización tanto del número de características de entrenamiento, como del error de clasificación. De manera adicional, a diferencia de las técnicas convencionales de selección, el modelo propuesto permite cuantificar el nivel de relevancia de cada característica perteneciente al conjunto reducido de entrenamiento. Las pruebas del modelo se realizan para la identificación de hipernasalidad, en el caso de voz, y cardiopatía isquémica, en el caso de registros de electrocardiografía. Las bases de datos corresponden a una población de 90 niños (45 registros por clase) y a 100 registros electrocardiográficos (50 por clase). Los resultados obtenidos muestran una efectividad promedio para la reducción del espacio de entrenamiento inicial hasta de un 88%, con una tasa promedio de error de clasificación inferior al 6%.

The present work proposes a hybrid feature selection model aimed at reducing training time whilst maintaining classification accuracy. The model includes adlusting a decision tree for producing feature subsets. Such subsets’ statistical relevance was evaluated from their resulting classification error. Evaluation involved using the k-nearest neighbors’ rule. Dimension reduction techniques usually assume an element of error; however, the hybrid selection model was tuned by means of genetic algorithms in this work. They simultaneously minimise the number of fea- tures and training error. Contrasting with conventional methods, this model also led to quantifying the relevance of each training set’s features. The model was tested on speech signals (hypernasality classification) and ECG identification (ischemic cardiopathy). In the case of speech signals, the database consisted of 90 children (45 recordings per sample); the ECG database had 100 electrocardiograph records (50 recordings per sample). Results showed average reduction rates of up to 88%, classification error being less than 6%.