T E L K O M N I K T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   5 Octo b er   2 0 2 0 ,   p p .   2 3 7 8 ~ 2 3 8 4   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Kem en r is tek d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 8 i5 . 1 3 3 9 8     2378       J o ur na ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Viterbi  optimiza ti o n f o r cr ime  de te ction a nd id enti fi ca tion       Ree m   Ra zz a q Abdu l H us s e i n 1 ,   Sa lih   M a h di Al - Q a ra a wi 2 ,   M ua y a d Sa dik   Cro o c k 3   1 Co ll e g e   o f   Bu si n e ss   In fo rm a ti c s,   Un iv e rsit y   o f   In f o rm a ti o n   Tec h n o lo g y   a n d   C o m m u n ica ti o n s,   Ira q   2, 3 Co m p u ter E n g i n e e rin g   De p a rt m e n t,   Un i v e rsity   o f   Tec h n o l o g y ,   Ira q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 4 ,   2 0 1 9   R ev is ed   Ma r   3 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Ma r   1 3 ,   2 0 2 0       In   t h is  p a p e r,   we   i n tro d u c e   two   t y p e o f   h y b ri d iza ti o n .   Th e   first   c o n tri b u t io n   is  th e   h y b ri d iza ti o n   b e twe e n   t h e   Viterb i   a lg o rit h m   a n d   Ba u m   Welc h   in     o rd e t o   p re d ict  c rime   lo c a ti o n s .   Wh il e   t h e   se c o n d   c o n tri b u ti o n   c o n sid e rs     th e   o p t imiz a ti o n   b a se d   o n   d e c isi o n   tree   (DT)  in   c o m b in a ti o n   wit h   t h e   Viterb a lg o rit h m   fo c rimin a i d e n ti f ica ti o n   u sin g   Ira q   a n d   In d ia  c rime   d a tas e t.     Th is  wo rk   is  b a se d   o n   o u p re v i o u wo r k   [1 ].   T h e   m a in   g o a is  t o   e n h a n c e     th e   re su lt o th e   m o d e in   b o th   c o n su m i n g   ti m e a n d   t o   g e a   m o re   a c c u ra te   m o d e l.   Th e   o b tain e d   re su lt s   p ro v e d   t h e   a c h iev e m e n t   o f   b o th   g o a ls  i n     a n   e fficie n wa y .   K ey w o r d s :   B au m   W elch   alg o r ith m   Dec is io n   tr ee   Hy b r id izatio n   Viter b i a lg o r ith m   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R ee m   R az za q   Ab d u l H u s s ein ,   C o lleg o f   B u s in ess   I n f o r m ati cs,    Un iv er s ity   o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y   an d   C o m m u n icatio n s ,     B ag h d ad ,   I r aq .   E m ail:   r ee m r az za k @ y ah o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d ata  m in in g   tec h n iq u es  a r wid ely   u s ed   in   e - g o v er n m en t,  esp ec ially   in   th cr im in o lo g y   f ield ,   wh er ein   th ey   h elp   p o lice  d ep ar tm en ts   p r ed icate   cr im in als  an d   d etec in f o r m atio n   ab o u cr im lo ca tio n s .     T h s tu d y   o f   cr im is   ex p ec te d   n o t   o n ly   to   c o n tr o p r es en t   cr im b u t   also   to   a n aly ze   th e   cr im in al  ac tiv ities     so   th at  f u tu r e   o cc u r r en ce s   o f   th e   s am in ci d en ts   ca n   b e   o v e r co m e.   Go v e r n m en t   is   t r y in g   to   im p r o v e     th ef f ec tiv en ess   o f   p r ev e n tio n   o f   cr im es  th at  ca n   b e   h a p p en ed   in   clu s ter in g   cr im i n al  f ea tu r es  d ep en d i n g     o n   s p atial  an d   tem p o r al  cr it er ia  wh ich   ar d if f er en in   ea ch   co u n tr y   [1 - 1 1 ] .   I also   tr ies  to   d is co v er     th co r r elatio n   b etwe en   d if f e r e n t   attr ib u tes,  s u ch   as  cr im an d   d em o g r ap h ics .   An aly zin g   h is to r ical  d ata  is   u s ef u l   to   d is co v er   th cr im e   p atter n   [ 1 2 ] .   Pas r esear ch e r s   in   cr im e   d etec tio n   d e p en d e d   o n   d ata   m in in g   an d   m ac h in lear n in g   to   d ev elo p   s y s tem s   th at  an aly ze   p atter n s   to   h av th h ig h est  p r o b a b ilit y   o f   o cc u r r in g   a n d   p r e d ict    th r eg io n s   wh er e   s u ch   p atter n s   ar lik ely   t o   h ap p e n .   So m e   r e s ea r ch er s   u tili ze d   th e   alg o r ith m   o f   B au m - W elch   in   p ast  s tu d ies,  wh ich   co llecte d   GPS  d ata  f o r   p r ed ictin g   cr im in al  m o v em en ts .   T h wo r k   o f   [ 1 3 ]   u s ed   attr ib u tes   ac co r d in g   to   th eir   c h ar ac ter is tics   an d   tr ain ed   a n   HM f o r   ea ch   clu s ter ,   o b tain in g   an   ac c u r a cy   r esu l o f   1 3 . 8 5 %.   T h au th o r s   s u g g ested   d ata   m in in g   m eth o d s   f o r   cr im d e tectio n   an d   i d en tific atio n   o f   cr im in al  f o r   I n d ia n   co u n tr y   d u r in g   th p er i o d   o f   2 0 0 0   to   2 0 1 2 .   T h e y   d ep e n d ed   o n   clu s ter in g ,   u s ed   k - m ea n s ,   ar b ased   o n   cr im e   attr ib u tes,  an d   m ad v is u aliza tio n s   u s in g   Go o g le  Ma p s .   T h e y   also   u s ed   ANNs  an d   f o r est  d ec is io n   tr ee s   ( DT s )   f o r   class if icatio n .   T h o u tco m es we r co m p u ted   b y   th W ek to o l.   T h e   ac cu r ac y   o f   th e   A NN  was 9 0 . 0 2 .   T h ey   ap p lied   1 0 - f o l d   cr o s s   v alid ati o n   f o r   th f o r est  DT s ,   th ac c u r ac y   in   R MSE   was  0 . 0 7 5 1 ,   a n d   th tim e   tak e n   to   b u ild   th m o d el  was  4 . 2 4   s   [ 1 4 ] .   I n   [ 1 5 ] ,   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   h el p ed   ag en cies  to   em p h asize   th s ec u r ity     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         V iter b i o p timiz a tio n   fo r   crime  d etec tio n   a n d   id en tifi ca tio n   ( R ee R a z z a q   A b d u l H u s s ein )   2379   in   I n d ia n ,   th eir   wo r k   n ee d s   to   i m p r o v e   with   m o r d ata   m in in g   m eth o d .   Oth er   r esear ch er s   c o n s id er ed   t h u s o f   th Viter b al g o r ith m   f o r   i d en tify in g   lo ca tio n s   with   a   h i g h   p r o b ab ilit y   o f   h av in g   a   cr im in al  d e p en d in g     o n   th e   r elatio n s h ip   b etwe en   t h lo ca tio n   an d   ty p es  o f   cr im es,  s u ch   as  m u r d er ,   t h ief ,   a n d   ass au lt,  th ey   h an d le   id lin g   tim r ath er   th an   ac cu r ac y   p r o b lem .   T h e   L aten t   h id d e n   Ma r k o v   m o d els ar ty p es o f   al g o r ith m s   th at   h av e   b ee n   d esig n e d   to   d etec cr i m ac tiv ities   b y   o b tain in g   a   s eq u en ce   o f   o b s er v atio n s   f r o m   h id d e n   v alu es.     T h ey   d e v elo p ed   an   alg o r ith m   th at  f its   r eg u lar   v i n co p u la  to   g en er ate   tr ee   s tr u ctu r es.  T h ese  tr ee s   h ad   b ee n   em p lo y ed   t o   p r o d u ce   a n   em is s io n   m atr ix   f o r   h id d e n   Ma r k o v   m o d el  ( HM M)   alg o r ith m ,   t h f u s io n   o f   c o u p le d   p ar am eter s   with   two   ty p es  o f   HM alg o r ith m s ,   th is   wo r k   n ee d s   to   im p r o v ac cu r ac y   a n d   r ed u ce   ex ec u tio n   tim e.   [ 1 ] .   I n   th is   wo r k ,   we  attem p t to   o v e r co m t h p r o b lem s   in   p r ev i o u s   s tu d ies an d   d e v el o p   th wo r k   o f   p ast  r esear ch er   [ 1 3 1 4 ] ,   b y   p r o p o s in g   h y b r id izatio n   b etwe e n   B au m   W elch   alg o r ith m   an d   Viter b alg o r ith m s     in   s id e,   a n d   Viter b alg o r ith m s   f o r   o p tim izatio n   o f   d ata  s e th en   a p p lied   DT ,   at  th e   o th er   s id e.   T h e   o b jectiv e   o f   p r o p o s ed   wo r k   to   h an d les  a n   im p o r tan to p ic  o f   m o n ito r in g   cr im in al  ac tiv ities   an d   m o v e m en ts   an d   in d icate s   th lev el  o f   d an g e r   in   lo ca tio n s ,   th p r ep o s d   h y b r id izatio n   m eth o d   r e d u ce s   th c o n s u m ed   tim an d   in c r ea s es  ac cu r ac y ,   r esp ec tiv ely .         2.   H M M   T h HM is   a   r o b u s m o d el   wh ich   ca n   b u s ed   wh e n   s tat es  in   a   p r o c ess   ar e   n o o b s er v ab le,   b u t   o b s er v ed   d ata  d ep e n d s   o n   th ese  h id d en   s tates.  HM d ep en d s   o n   two   m ain   p r o p e r ties ,   wh ich   ar e:     T h o b s er v atio n   at  tim e   t   is   p r o d u ce d   b y   a   p r o ce s s   wh o s s tate  H t   is   h id d en   f r o m   th o b s er v er .     T h s tate  o f   th h i d d en   p r o ce s s   r ep r esen ts   th Ma r k o v   ch ain   [ 1 6 - 2 3 ] .   At  th o t h er   h an d ,   th e   Viter b i   is   d y n am ic   p r o g r a m m in g   a lg o r ith m   th at  d ep en d s   o n   tr an s itio n   an d   em is s io n   m atr ices.  I n   p ar ticu l ar ,   th Viter b i   alg o r ith m   ca n   o b tain   p ath   ( s tate  s eq u en ce s )   to   g en er ate  o u tp u t   s eq u en ce s .   I wo r k s   b y   f in d in g   th m a x im u m   o v e r all  p o s s ib le  s tate  s eq u en ce   by   c o n s id er in g   a   f o r war d in g   alg o r ith m .   T h B au m   ( 1 9 7 0 )   p r o p o s ed   th u s o f   th B au m W elch   alg o r ith m   b ased   o n   th co m p u tatio n   o f     th p r o b ab ilis tic  m eth o d s   o f   th Ma r k o v   m o d el.   I also   ca lled   t h f o r war d - b ac k war d   m eth o d ,   wh er ei n     th b ac k war d   p ar t r ep r esen ted   th p r o b a b ilit y   o f   p a r tial o b s er v atio n   s eq u en ce s   f r o m   th tim e   ( t+ 1)   to   en d ,   ca n   b co m p u ted   iter ativ ely   [ 2 4 ] .       3.   O VE RVI E W   O F   ADO P T E DATA SE T S   I n   th is   wo r k ,   two   d atasets   h av b ee n   u s ed   in   th e   cr im in al   f iel d .   T h e   f ir s o n e   is   th I r aq d at aset ,   wh ile   th s ec o n d   d ataset  is   I n d ia  d at aset [ 2 5 ] .   T h I r aq   d ataset  co n s is t s   o f   f ea tu r es   s u ch   as   as{ ag e g en d e r ,   I D,   cr im e   ty p es,  lo ca tio n s g an g lo n g itu d e,   latitu d e }   t h ty p o f   f ea t u r es  is   ca teg o r izatio n   w h er ea s   th e   f ea tu r es  o f   I n d ian   d ata  s et  is   in clu d ed   {states ,   m u r d er ,   attem p ted   t o   m u r d er   , …,   th ief },   m ak in g   p a r titi o n in g   b ased   o n   clu s ter in g   n ee d s   m o r in v esti g atio n   an d   a n aly s is   o f   th e   co n te x ts   in   a   d is c r ete  s eq u en ce   d ataset.   Her e,   th n ee d e d   to   p r e d ict  th lo ca tio n s   o f   th cr im es ,   an d   th HM to   o b tain   th h id d en   p atter n   is   r eq u ir ed .   As   m en tio n ed   ea r lier ,     th d ataset  is   co llected   f r o m   web s ite  an d   s o cial  m ed ia,   wh er B ag h d ad   city   ca n   b d iv id e d   in to   d if f er en m ain   lo ca tio n s   as sh o wn   in   p r o p o s e d   T ab le  1 .   W h ile  th r ep r esen tatio n   o f   th s ec o n d   d ataset  is   s h o wn   in   p r o p s ed   T ab le  2 .   T h e   p r o p o s ed   s y s tem   is   also   ap p lied   t o   I n d ia  d ataset.   As  m en tio n ed   ab o v e,   th e   HM m u s g en e r ate  ten   lo ca tio n s L o c1 ,   L o c2 ,   …. ,   L oc 32 ,   wh er e   th ese  lo ca tio n s   r e p r esen th wo r k f lo w   o f   th p r o p o s ed   s y s tem   in   th clu s ter in g .   Her e,   th e   n ee d e d   to   p r ed ict  th lo ca tio n s   o f   t h cr im es ,   an d   th HM to   o b tain   th h id d en   p atter n   in   th is   wo r k   as  well  as  th t wo   h id d en   s tates with   o n o b s er v e   th s tate.       T ab le  1 .   L o ca tio n   o f   I r a q   r ep r esen tatio n   T ab le  2 .   L o ca tio n   o f   I n d ian   s tates r ep r esen tatio n     S e q   Lo c a t i o n   R e p r e se n t a t i o n   1   A d a m y a   Lo c a t i o n   1 ( L o c _ 1 )   2   A l b a y a a   Lo c a t i o n   2 ( L o c _ 2 )   3   H a y a l a m e l   Lo c a t i o n   3 ( L o c _ 3 )   4   k a d mi y a   Lo c a t i o n   4 ( L o c _ 4 )   5   M a d a a n   Lo c a t i o n   5 ( L o c _ 5 )   6   M a n s o u r   Lo c a t i o n   6 ( L o c _ 6 )   7   B a g h d a d g e d e e d a   Lo c a t i o n   7 ( L o c _ 7 )   8   H a san i a   Lo c a t i o n   8 ( L o c _ 8 )   9   M a d e e n a   Lo c a t i o n   9 ( L o c _ 9 )   10   A b o g r e e b   Lo c a t i o n   1 0 ( Lo c _ 1 0 )   st a t e     R e p r e se n t a t i o n   1   A N D H R A   P R A D ESH   Lo c a t i o n   1 ( L o c _ 1 )   2   A R U N A C H A P R A D ESH   Lo c a t i o n   2 ( L o c _ 2 )   3   A S S A M   Lo c a t i o n   3 ( L o c _ 3 )   4   B I H A R   Lo c a t i o n   4 ( L o c _ 4 )   5   C H H A TTI S G A R H   Lo c a t i o n   5 ( L o c _ 5 )   .       .       .   .     32   P U D U C H ER R Y   Lo c a t i o n   3 2 ( L o c _ 3 2 )           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 3 7 8   -   2384   2380   4.   P RO P O SE M E T H O D   T h Viter b i   alg o r ith m   as  an   o p tim izer   alg o r ith m   in   two   s tr a teg ies  is   p r o p o s ed .   T h f ir s o n is   b u ilt   with   B au m   W elch ,   wh ile  t h s ec o n d   o n h as  b ee n   cr ea ted   i n   co m b in atio n   with   th e   DT   al g o r ith m .   Viter b is     s u p er v is ed   clu s ter in g   alg o r ith m   th at  m a k es  p ar t itio n in g - b a s ed   clu s ter in g   f o r   lear n i n g   c o n tex ts   in   d is cr ee t   s eq u en ce   d ataset.   An d   it  wo r k s   as  an   o u tlier   d etec to r   th at  r em o v es  lo w - p r o b ab ilit y   d ata  ( a b n o r m al  d ata)   th at   ex p lain s   in   d etail  th f o llo win g   s ec tio n .     4 . 1   H y bridi za t io n Vit er bi  a lg o rit hm   wit h   B a um   Welch      W ex p lain   th elem en ts   o f   th p r o p o s ed   wo r k f l o th at  in clu d th h y b r id izatio n   o f   th Viter b alg o r ith m   with   B au m   W elch   t o   ap p ea r   in   th r ee   s tag es  as  s h o wn   in   Fig u r 1 .   T h Viter b p lay s   m ajo r   r o le     in   en h an cin g   th clu s ter in g   m o d el;  in   ad d itio n ,   th d atas et  f o r m u lates  th s tr u ctu r o f   th d y n am ic  m o d el     u s in g   v in wh ile  th m o v em e n o f   cr im in als  is   d eter m in e d   b y   th g e n er atio n   o f   d y n am i tr an s itio n   m atr ix     f r o m   d ataset.       .     Fig u r 1 .   Hy b r id izatio n   Viter b i a lg o r ith m   with   B au m   W elch       4 . 1 . 1 .   E m is s io m a t ri x   g ener a t io n sta g e   T h e   s tr u ctu r e   of   m atr i x   is   g e n er ated   u s in g   a   s im p le  v in e   c o u p le  to   p r o d u ce   a   s im p le  tr e s tr u ctu r e   s tr ateg y   f o r   s elec tin g   tr ee   m o d el  b ased   o n   v in alg o r ith m   an d   g e n er atin g   co m p ac m o d el.   C o n d itio n al   p r o b a b ilit y   ( B ay es   th eo r em )   is   ap p lied   to   th e   t r ee   s tr u ctu r e   an d   u s ed   f o r   ass u m in g   th at   th e   co u p le   p ar am ete r   {m o n th ,   lo ca tio n }   is   co m b in e d   with   c r im e   t y p es   to   p r o d u c e   th r ee   d im en s io n s   r ath er   th a n   two   d im en s io n s .     T h e   E m is s io n   m atr ix   ca n   b e   em b ed d e d   in to   HM ( B au m - W elch   an d   Viter b al g o r it h m s )   an d   ev alu ated     u s in g   i n   ( 1 ) ,     E m i   = [ (  1 /    ,  ) (  N /    ,  ) (  1 /     ,  ) (  N /     ,  ) ]       ( 1 )     4 . 1 . 2 .   T ra ns it io m a t ri x   g en er a t io n sta g e   T h t r an s itio n   m atr ix   is   u s ed   to   r ep r esen th Ma r k o v   c h ain ,   an d   it  is   d ef in ed   as  s et  o f   ( lo ca tio n s tates  ( =   { s1 _ ,   s 2 . . . ,   s n }) ,   wh er L o ca tio n s   ar e   r ep r esen te d   b y   cr im in al  m o v em en ts   in   a   d if f er en t   lo ca tio n .   T h e   tr an s itio n   is   r ep r esen ted   as  th s q u ar ar r ay   T N ,   wh er e   N=   1 0 ,   f o r   I r a q   d ataset,   an d   N =3 2   f o r   I n d ia  d ataset.   T h tr an s itio n   m atr i x   ca n   b c o n s tr u ctio n   as  th e   f o llo win g   al g o r ith m ,   wh er th e   s u m m atio n   o f   t h p r o b a b ilit y   o f   ea ch   r o w   in   th e   m atr ix   m u s t b an   e q u al   o n e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         V iter b i o p timiz a tio n   fo r   crime  d etec tio n   a n d   id en tifi ca tio n   ( R ee R a z z a q   A b d u l H u s s ein )   2381   An algorithm of Transition Matrix    Function   Transition (x), where x is loc ation of crime   Returns   Probability matrix of criminal’s movements   m = maximum value(x);   y = zeros(m, 1)  \ \   vertice   construct probability   matrix p  m×m   for k=1to n - 1        y(x(k)) = y(x(k)) + 1;        p(x(k ), x (k+1)) = p(x(k ), x (k+1)) + 1;   w here  k   is the number of movements   end loop    if y ==0 then          p=0   else         = (p   div y);     end if        4 . 1 . 3 Sequ ence   g ener a t io n sta g e   T h s eq u en ce   is   th th ir d   p ar am eter   o f   HM M,   in   th is   s tep   is   fr i s co n tr ib u tio n   wh ich   d ef in es     th s eq u en ce   o f   c r im th at  h a p p en s ,   to   o b tain   th m o s p r o b ab le  lo ca tio n   o f   ( cr im es ) s tates.  I n   tr ad itio n al  an d   p r o p o s al  wo r k ,   th e   s witch   h as b ee n   m ad e   b etwe en   s tates a n d   s eq u en ce s   ( cr im es)  in   two   im p o r tan t p h ases :     R ep lacin g   th e   s eq u en ce   v alu e   with   s tate  v alu e ,   ( i.e .   th e   s e q u en ce   as  co u p led   p ar am eter s   { cr im t y p es   is   r ep lace d   with   {lo ca tio n s }.       I n s er tin g   s tates  ( lo ca tio n s )   as  a   s eq u en ce   in to   t h Viter b al g o r ith m   to   g en er ate  th m o s p r o b ab le  s eq u e n ce   o f   cr im es a s   an   o u tp u t.     4 . 2   DT   a lg o rit hm s   wit h Vit er bi  a lg o rit hm s   Her e,   th s ec o n d   s tr ateg y   o f   i m p r o v i n g   d ec is io n   tr ee   alg o r i th m   is   ex p lain ed .   T h ad o p ted   s tep s   o f     th p r o p o s ed   alg o r ith m   ar e   illu s tr ated   in   Fig u r 2   f o llo win g   th s tep s   o f :   Step   1   Star t.   Step   2   Gen er ate  in itialize  th v alu o f   th E I MS  m atr ix   as  m en ti o n   in   s ec tio n   2   th at  co m p u tes  th p r o b ab ilit y   b etwe en   {c r im es ty p e,   m o n th }   an d   {lo ca tio n s }.   Step   3   Gen er ate  in itialize  th v alu e   o f   th T R NS  m atr ix ,   in   th e   s am way ,   th at  m e n tio n   in   s ec tio n ,   to   d eter m in cr im in al s   m o v em e n ts .   Step   4   s eq u en ce   o f   c o u p l e   p ar am et er   in itializatio n .           Fig u r 2 .   DT   alg o r ith m s   with   Viter b alg o r ith m s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 3 7 8   -   2384   2382   Step   5   ap p ly   t h Viter b i   alg o r ith m   wh ich   ca n   b e   u s ed   as  an   o p ti m izatio n   alg o r ith m   b y   th e   elim in atio n   o f     th e   lo ca tio n   with   lo w   p r o b ab ili ty   as  an   o u tlier   to   m ax im ize  t o   in cr ea s th e f f icien cy   o f   tim ex ec u tio n ,   Step   6   R em o v lo ca tio n s   with   lo p r o b ab ilit y   f r o m   th d ataset.   Step   7   Gen er ate  n ew  d ataset,   with   im p r o v e d   q u ality   o f   th e   d ataset.   Step   8   Ap p ly   Dec is io n   T r ee   alg o r ith m   with   h y p er p ar a m eter ,   o b tai n in g   Nid   as  lab el  f o r   f ir s d ataset,   an d   k id n ap p in g   as a   lab el  f o r   th e   s ec o n d   d ataset.   Step   9   E n d         5.   CO NT RI B U T I O N S   T h Vin C o p u la  B au m - W elch   alg o r ith m   ca n   ac h iev e   g o o d   r esu lts   with   th e   h y b r id   Vin C o p u la   Viter b alg o r ith m   f o r   d eter m i n in g   t h s eq u e n tial  r elatio n   o f   p ast  cr im e   ty p es,   d ate,   a n d   l o ca tio n s .   T h e   s p ee d     o f   ex e cu tio n   an d   ac cu r ac y   o f   th B au m - W elch   alg o r ith m   ar en h a n ce d Nid   o f   I r a q   ca n   h elp   to   f ac ilit ate    th id en tific atio n   o f   cr im in als  b y   th p o lice  an d   ch ec k p o in ts .   T h co n tr i b u tio n   o f   th is   wo r k ,   in clu d in g   a   d ataset,   is   o p tim ized   u s in g   a   Viter b alg o r ith m   f o r   o u tlier   d etec tio n   an d   g e n er ates  a   n ew  d ataset. wh ich   is   u s ed   to   g en er ate  DT .       6.   RE SU L T   AND  I M P L E M E N T AT I O   T h im p lem en tatio n   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   in   b o t h   s tr ateg ies  ca n   b ex p lain ed   in   n u m er o u s   s tag es :   Stag 1   Gen er ate   th E m is s io n   m atr ix E ac h   v alu o f   th p r o b ab ilit y   m atr ix   r elate d   to   cr im ty p in   s p ec if ic   lo ca tio n .   T h m ain   lo ca tio n s   ca n   th en   b d eter m in e d   f r o m   th co lu m n   o f   c r im ty p e   af ter   tr an s p o s itio n ,     as  m en tio n   E m is s io n   m atr ix   in itially   I was  b u ilt  b y   th im p lem en tatio n   o f   th th e o r y   o f   B ay es,  th en   was  tr ain ed   u s in g    laten Ma r k o v   m eth o d   , t h e   I m p lem en tatio n   o f   g en e r ated   m atr ix   o f   th f ir s t   d ataset  is   s h o wn   in   T ab le  3 .   W h ile  th e   I m p lem en tatio n   o f   g en er ated   E m is s io n   m atr ix   o f   th s ec o n d   d ataset  is   s h o wn   in   T ab le  4 .   T h two   f ea tu r es  s elec ted   { th ief ,   o th er   I PC   cr im es },   th p o r o b ab ilty   cr im o cc r in g   ap p er i n g   i n   ( 3 2 )   s tates  in   in d ain   co u n tr y ,   as  m en tio n   E m is s io n   m atr ix   in itially   I was  b u ilt  b y   B ay es  th o r y ,   th en   was  tr ain ed   u s in g    laten t     Ma r k o v   m eth o d .   Fin ally ,   T h e   E m is s io n   m atr ix   h ad   b ee n   c o n s tr u cted   with   th r ee   p ar am eter s   wh ich   h ad   th e   m ain   r o le   HM M   alg o r ith m s .       T ab le  3 .   T h e   im p lem en tatio n   em is s io n   m atr ix   o f   th e   f r is t d a taset     Lo c 1   Lo c 2   Lo c 3     Lo c 1 0   Th e f t   0 . 1 2 5 0   0   0     0   M u r d e r   0 . 3 3 3 3   0   0     0   O t h e r s   0 . 5 0 0 0   0   0     0   Th e f t   0 . 4 2 8 6   0 . 2 8 5 7   0     0   M u r d e r   0 . 0 2 1 3   0 . 4 8 9 4   0 . 1 2 7 7     0 . 2 3 4 0   O t h e r s   0   1 . 0 0 0 0   0     0       T ab le  4 .   E m is s io n   m atr ix   o f   t h s ec o n d   d ataset     l o c 1   l o c 2   l o c 3   …….   l o c 3 2   Th i e f   0 . 0 5 3 8   0 . 0 0 1 0   0 . 0 1 3 7   ………. .   0 . 0 0 7 6   O t h e r   I P C   C r i me s   0 . 0 0 1 9   0   0 . 0 2 5 9   ………… .   0 . 0 0 1 9       Stag e   2 Gen e r atin g   tr a n s itio n   m at r ix   f o r   b o t h   d atasets .   T h e   lo ca tio n s   r ep r esen tatio n   as   s tate  d ia g r am   o f   B ag h d ad   city   is   s h o wn   in   Fig u r 3 I t   is   im p o r tan to   n o te   t h at  th tr a n s itio n   s tag es  ex p r e s s   th m o v em e n o f   cr im in als  am o n g   lo ca tio n .   T h lo ca tio n s   ar e   r ep r esen ted   in   d ig r a p h   o f   t h Ma r k o v   ch ain .   W h er th e   cir cle   s h ap r ep r esen ts   th n o d es   ( cities)  in   wh ich   th cr im es  o cc u r r ed   an d   th ed g es   co n n ec tin g   th e    n o d es  b etwe en   th em ,   to   r e p r esen t th p o s s ib ilit y   o f   tr an s itio n   b etwe en   n o d e s .   Stag e   3 : E n ter in g   th e   s eq u en c o f   cr im es f o r   b o th   d ata s ets.   Stag e   4 T ab le  5   to   T ab le  6   illu s tr ates  th co m p ar is o n   o f   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   with   th tr ad itio n al  m eth o d s   in   ter m s   o f   ac cu r ac y ,   r elativ m ea n   s q u ar e r r o r   ( R MSE )   an d   co n s u m e d   tim e.   T h e   R MSE   is   co n s id er ed     f o r   ac cu r ac y   ex p r ess io n   f o r   H MM   m eth o d s   th at  in clu d e s   B au m   W elch   an d   th e   p r o p o s ed   B au m   W elch +V etr ib i   as  s h o wn   in   T ab le  5 .   I is   well  s h o wn   th at  th p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   b o th   d atasets   d ec r ea s es  th R MSE ,     clea r ly   b y   ( 0 . 1 3 ) .     At  th o th er   h an d ,   T a b le  6   e x p lain s   th co m p ar is o n   b etwe en   th p r o p o s ed   ( DT   with   Viter b i)   an d   tr ad itio n al  DT .   I n   th is   tab le,   th ac cu r ac y   o f   co n f u s io n   m atr ix   is   co n s id er ed   as  th m ain   in d icato r .   T h DT   b ased   o n   Ma tlab   lib r a r y   f o r   im p lem en tatio n . T h ac cu r ac y   o f   DT   b ef o r e   th e   o p tim izatio n   is   ap p r o x im atel y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         V iter b i o p timiz a tio n   fo r   crime  d etec tio n   a n d   id en tifi ca tio n   ( R ee R a z z a q   A b d u l H u s s ein )   2383   ( 9 8 %)    f o r   th f ir s d ataset,   w h er ea s   it  is   n ea r ly   ) 9 3 . 8 % (   f o r   th s ec o n d   d ataset.   T h ac c u r ac y   o f   DT   af ter   o p tim izatio n   is   im p r o v e d   b y   a p p r o x im ately    ) 9 8 . 8 (   f o r   th e   f ir s d ataset.   Fo r   th e   s ec o n d   d a taset,  th ac cu r ac y   is   also   im p r o v ed   b y   ar o u n d   ) 9 5 . 9 % (   af ter   o p tim izatio n .   T h o b tain ed   r esu lts   s h o th at  th e   p r o p o s ed   DT +V iter b i   in cr ea s es th ac cu r ac y   f o r   b o t h   d atasets .           Fig u r 3 .   State  tr an s itio n   b e f o r o p tim izatio n   o f   I r a q   d ataset       T ab le  5 .   C o m p a r is o n   o f   r esu lts   f o r   R MSE     B a u m W e l c h   [ 2 ]   B a u m W e l c h   + V i t e r b i   ( p r e p o s e d   w o r k )   D a t a s e t 1   0 . 1 7   0 . 1 2   D a t a s e t 2   0 . 0 4   0 . 0 3       T ab le  6 .   C o m p a r is o n   o f   r esu lts   f o r   ac cu r ac y   in   th e   co n f u s io n   m atr ix     A c c u r a c y   i n   t h e   c o n f u si o n   ma t r i x   D [ 3 ]   P r e p o d e d   D T+   v i t e r b i   ( p r e p o se d   w o r k )   D a t a s e t 1   ~ %9 8   ~ %9 8 . 8   D a t a s e t 2   ~ %9 3 . 8   ~ %9 5 . 9       T ab le  7 .   Sh o ws  th tim e - co n s u m in g   co m p ar is o n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d s   ( B au m   W elch   Viter b i)   with   th tr ad itio n al  ( B au m   W elch )   alg o r ith m s .   A p p lied   i n   two   d atasets ,   b o th   im p r o v e d   to   0 . 0 5   an d   0 . 0 8   r esp ec tiv ely .   I is   p r o v e d   th at  th p r o p o s ed   m eth o d s   in clu d in g   B au n   W elch   o u t p er f o r m   th tr ad itio n al   ap p r o ac h es  wh ich   h ad   b ee n   i m p r o v e d   b y   ( ~0 . 1 5   s ec )   wh ile  Dee p ik K. an d   at  [ 1 4 ] ,   a ch iev es  4 . 2 4   s   with   0 . 0 7 5 1   as R MSE .       T ab le  7 .   C o m p a r is o n   o f   r esu lts   f o r   th co n s u m ed   tim     C o n s u me d   T i me   i n   ( se c o n d )     B a u W e l c h   [ 1]   B a u m W e l c h   + V i t e r b i   ( p r e p o s e d   w o r k )   D a t a s e t 1   0 . 2   0 . 0 5   D a t a s e t 2   0 . 1   0 . 0 8       7.   CO NCLU SI O N     I n   th is   p a p er ,   a   p r o p o s ed   HM h as  p r o d u ce d   to   p r ed icate   th lev el  o f   d a n g er   in   a   s p ec if ic  r eg io n .     T h co m b in atio n   was  d o n u s in g   B au m   W elch   with   Viter b i   f r o m   s id a n d   DT   with   Viter b at  th e   o th e r   s id e   to   g et  a   m o r e   ac cu r ate   m o d el.   T h p r o p o s ed   m eth o d s   c an   ac h iev p r o m is in g   r esu lts   f o r   c o n s id er in g   th e   Viter b alg o r ith m   t o   d eter m in th e   s eq u en tial  r elatio n   o f   p ast  cr im ty p es,  with   two   laten p ar a m eter s   {m o n th   an d   lo ca tio n s }.   T h o p tim izatio n   o f   u s in g   DT   m eth o d   h el p ed   th p r o p o s ed   alg o r ith m   in   m in i n g   t h o p tim al  s o lu tio n .   I n   ad d itio n ,   th c o n s u m ed   tim is   r ed u ce d   in   ef f icien t p e r f o r m an ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 3 7 8   -   2384   2384   RE F E R E NC E S   [1 ]   Re e m   R .   A . ,   M u a y a d   S C . ,   S a li h   M A . ,   De v e lo p e d   Crime   Lo c a ti o n   P re d ica ti o n   Us in g   Latten   M a rk o v   M o d e l , ”  J o u rn a o T h e o re ti c a a n d   A p p l ied   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   v o l .   96 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 0 - 3 0 1 ,   2 0 1 9 .   [2 ]   Re e m   R .   A . ,   S a li h   M A . ,   M u a y a d   S C . ,   Ro le  o Da ta  M i n in g   in   E - G o v e rn m e n F ra m e wo rk , ”  Ira q J o u r n a fo r   Co mp u ter a n d   In f o rm a ti c s v o l.   4 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   Re e m   R .   A .,   M u a y a d   S .   C . ,   S a li h   M .   A. ,   Im p ro v e m e n o Cr imin a l   Id e n t ifi c a ti o n   b y   S m a rt  Op ti m iza ti o n   M e t h o d , "   M AT EC  W e b   o C o n fer e n c e s   ED P   S c ien c e s,   2 0 1 9 .   [4 ]   Ch e n   H.,   S p e c ial  Iss u e   Dig it a Go v e rn m e n t:   tec h n o l o g ies   a n d   p ra c ti c e s ,   De c isio n   S u p p o rt   S y ste ms ,   vol .   34 ,   n o .   3 ,   pp .   2 2 3 - 2 2 7 ,   2 0 0 3 .   [5 ]   To n g we Y. ,   P e n g   C . ,   Da ta  M in in g   Ap p li c a ti o n in   g o v e rn m e n t   In fo rm a ti o n   S e c u ri ty , ”  Pr o c e d i a   En g in e e rin g ,     vol 29 ,   pp 2 3 5 - 2 4 0 ,   2 0 1 2 .   [6 ]   Qa y y u m ,   S h a m a il a ,   Ha fsa   S D . ,   Teh m in a   A. ,   S u r v e y   o Da ta   M in in g   Tec h n i q u e fo Cri m e   De te c ti o n ,”   Un iv e rs it y   o S i n d h   J o u rn a o In f o rm a ti o n   a n d   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y ,   v o l.   2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 6 2 0 1 8 .   [7 ]   Ke y v a n p o u r ,   M o h a m m a d   R . ,   M o s tafa   J . ,   a n d   M o h a m m a d   R .   E. ,   " De tec ti n g   a n d   in v e stig a ti n g   c rime   b y   m e a n o d a ta  m in in g a   g e n e ra c rime   m a tch in g   fra m e wo rk , Pr o c e d ia   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   3 ,   p p .   8 7 2 - 8 8 0 2 0 1 1 .   [8 ]   V.  G u p ta  a n d   G .   S .   Leh a l,   s u rv e y   o f   tex t   m in i n g   tec h n i q u e a n d   a p p li c a ti o n s,   J o u rn a o f   Eme rg in g   T e c h n o lo g ies   in   W e b   In telli g e n c e ,   v o l.   1 ,   n o .   1 ,   p p .   6 0 - 7 6 ,   2 0 0 9 .   [9 ]   Ka d h im  B A . ,   S wa d i ,   A p ro p o s e d   fr a m e wo rk   f o r   a n a ly z i n g   c rime   d a ta  se u sin g   d e c isio n   tree   a n d   sim p le  k - m e a n s   m in in g   a lg o rit h m s m”   J o u r n a o Ku fa   fo M a t h e ma ti c s a n d   Co mp u ter ,   v o l.   1 ,   n o .   3 ,   p p .   8 - 24 2 0 1 1 .   [1 0 ]   J.  Ho ss e in k h a n i,   S .   I b ra h im,  S .   C h u p ra t,   a n d   J.  H.  Na n iz,  Web   Crime   M in in g   b y   M e a n o Da ta  M in i n g   Tec h n i q u e s,   Res e a rc h   J o u rn a o A p p li e d   S c ie n c e s,  En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   v o l .   7 ,   p p .   2 0 2 7 - 2 0 3 2 ,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   Li   Xin g a n ,   Ap p li c a ti o n   o d a ta  m in in g   m e th o d in   t h e   stu d y   o c ri m e   b a se d   o n   in tern a ti o n a d a ta  so u rc e s ,”   T a mp e re   Un ive rs it y   Pre ss 2 0 1 4 .   [1 2 ]   Re e m   R .   A . ,   M u a y a d   S C . ,   S a li h   M a h d Al - Qa ra a wi ,   " M u lt ista g e   Tree   M o d e fo Crime   Da tas e in   Ira q , Ir a q i   J o u rn a o Co m p u ter s C o mm u n ic a ti o n a n d   C o n tro S y ste ms   En g in e e rin g ,   v o l.   1 9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 - 8 2 0 1 9 .   [1 3 ]   M a th e w,  Wes ley ,   R u b e n   R . ,   a n d   Bru n o   M . ,   " P re d ictin g   fu t u re   lo c a ti o n wit h   h id d e n   M a r k o v   m o d e ls , Pro c e e d i n g s   o t h e   2 0 1 2   ACM   c o n fer e n c e   o n   u b iq u it o u s c o m p u ti n g 2 0 1 2 .   [1 4 ]   K .   De e p ik a ,   Vin o d ,   S m it h a ,   Cr ime   a n a ly sis  in   In d ia  u si n g   d a ta   m in in g   tec h n i q u e s ,”   I n ter n a t io n a J o u r n a l   o f   En g i n e e rin g   &   T e c h n o lo g y , v ol .   7 ,   n o .   2 . 6 ,   p p .   2 5 3 - 2 5 8 ,   2 0 1 8   [1 5 ]   M e k a th o ti   R .   B .,   Ko n d a p a ll i ,   “O p t imiz in g   c rime   h o ts p o ts  a n d   c o ld   s p o ts  u sin g   Hid d e n   M a rk o v   M o d e l , In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Res e a rc h v ol .   4 ,   n o .   1 7 ,   p p .   2 3 4 8 - 6 8 4 8 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   Jo sh J.  C. ,   Tan k e sh wa Ku m a r,   S u n i ta  S . ,   a n d   Di v y a   S a c h d e v a ,   Op ti m isa ti o n   o Hid d e n   M a r k o v   M o d e u si n g   Ba u m Welc h   a lg o rit h m   fo r   p re d i c ti o n   o m a x im u m   a n d   m in imu m   tem p e ra tu re   o v e In d ian   Him a lay a ,”   J o u r n a l   o f   Ea rth   S y ste m S c ien c e ,   v o l,   1 2 6 ,   n o .   3,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   G ö rn it z ,   Nic o ,   M i k io   B . ,   a n d   M a ri u K. ,   Hid d e n   M a rk o v   a n o m a ly   d e tec ti o n ,”   I n ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   M a c h i n e   L e a rn in g ,   p p .   1 8 3 3 - 1 8 4 2 ,   2 0 1 5 .     [1 8 ]   Leh é ricy   Lu c ,   S tate - by - sta te  m in ima x   a d a p ti v e   e stim a ti o n   f o n o n p a ra m e tri c   h id d e n   M a r k o v   m o d e l s ,”   T h e   J o u rn a l   o M a c h i n e   L e a r n in g   Res e a rc h ,   v o l.   1 9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 3 2 - 1 4 7 7 2 0 1 8 .   [1 9 ]   Zh e n g ,   Yu h u B J . ,   Le  S . ,   Jia n we i   Z . ,   a n d   Hu Z ,   " S tu d e n t’s  t - h id d e n   M a rk o v   m o d e fo u n s u p e rv ise d   lea rn in g   u sin g   lo c a li z e d   fe a tu re   se lec ti o n , IEE T ra n s a c ti o n o n   Circ u i ts  a n d   S y ste ms   fo Vi d e o   T e c h n o l o g y ,   v o l.   2 8 ,   n o .   1 0   pp.   2 5 8 6 - 2 5 9 8 2 0 1 8 .   [2 0 ]   Wo n ,   Ky o u n g - Ja e ,   A .   P ru g e l - Be n n e tt ,   a n d   A n d e rs   K .,   E v o l v i n g   th e   stru c t u re   of   h id d e n   M a rk o v   m o d e ls ,”   IEE E   T ra n sa c ti o n s   on   Evo l u ti o n a ry   Co mp u ta ti o n ,   v o l .   10 ,   n o .   1 ,   p p .   39 - 49 ,   2 0 0 6 .     [ 2 1 ]   G h o s h ,   S o u m y a   K . ,   a n d   S h r e y a   G. ,   M o d e l i n g   I n d i v i d u a l ' s   M o v e m e n t   P a t t e r n s   to   I n f e r   N e x t   L o c a t i o n   f r o m   S p a r s e   T r a j e c t o r y   T r a c e s ,”   2018   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   on   S y s t e m s ,   Man,   a n d   C y b e r n e t i c s   ( S M C ) ,     p p .   6 9 3 - 6 9 8 ,   2 0 1 8 .   [2 2 ]   Emd a d i,   Ak ra m ,   F a tem e h   A .   M . F a tem e h   Y .   M . ,   a n d   Ch a n g iz  E. ,   n o v e a lg o rit h m   f o p a ra m e ter  e stim a ti o n   o f   Hid d e n   M a rk o v   M o d e in s p ired   b y   An C o l o n y   Op t imiz a ti o n ,”   He li y o n ,   v o l .   5 ,   n o .   3 , 2 0 1 9   [2 3 ]   Ro b i n so n ,   Wi ll iam   N. ,   a n d   An d r e a   A. ,   S e q u e n ti a l   fra u d   d e tec ti o n   f o p re p a i d   c a rd s   u si n g   h i d d e n   M a rk o v   m o d e l   d iv e rg e n c e ,”   Exp e rt S y ste ms   wit h   Ap p li c a ti o n s ,   v o l .   91 ,   p p .   2 3 5 - 2 5 1 2 0 1 8 .   [2 4 ]   Zh a n g ,   Ya n x u e ,   Do n g m e i   Z . ,   a n d   Jin x i n g   Li u ,   T h e   a p p li c a ti o n   of   Ba u m - Welc h   a lg o rit h m   in   t h e   m u lt istep   a tt a c k ,”   T h e   S c ien t if ic   W o rld   J o u r n a l ,   v o l.   2 0 1 4 ,   p p .   1 - 7,   2 0 1 4 .   [2 5 ]   Ka g g le,  Da ra se t:   Crime   in   In d ia,   2 0 1 7 .   [O n li n e ].   Av a il a b le  h tt p s: // ww w.k a g g le.c o m /raja n a n d /crim e - in - in d ia/ .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.