I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   5 0 1 9 ~ 5 0 3 0   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 5 . pp 5 0 1 9 - 5 0 3 0           5019       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   no v el appro a ch  f o r re co mm e nda t io n using  optimiz ed  bidirectiona l ga te d recur rent  unit       P ra k a s h P a nd ha rina t h Ro ka de 1 ,   Swa t i Ba ba s a heb  B ho nd e 2 ,   P ra s ha nt  L a x m a nra o   P a i k ra o 3 ,     Um esh   B a bu ra o   P a wa r 4   1 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   S . N . D .   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   R e se a r c h   C e n t e r   Y e o l a ,   S a v i t r i b a i   P h u l e   P u n e   U n i v e r si t y ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   A mr u t v a h i n i   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   M a h a r a sh t r a ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n ,   G o v e r n me n t   C O E   A m r a v a t i ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a   4 S c h o o l   o f   C o m p u t i n g ,   S a n d i p   U n i v e r si t y   N a s h i k ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 3 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J u l 1 2 ,   2 0 2 5       In   t o d a y ' wo rld ,   e v e ry   o n e   o f   u s   re fre sh e o u m o o d   a n d   g e ts  e n e rg y   th ro u g h   e n terta in m e n a n d   e n j o y m e n t.   Hu m a n   n a t u re   is  to   p r o v i d e   fe e d b a c k   th ro u g h   ra ti n g o c o m m e n ts  fo r   p ro d u c ts   u se d ,   se rv ice re c e iv e d ,   o r   fil m s   v iew e d .   T h e   re c o m m e n d a ti o n   sy s tem   se rv e th e   u se with   re c o m m e n d a ti o n s   b a se d   o n   h ist o rica sto re d   in fo r m a ti o n   o f   u se p re fe re n c e s.   Th e se   sy ste m a m a ss   in fo rm a ti o n   a b o u t h e   u se in   o r d e to   p ro v id e   p e rso n a li z e d   e x p e rien c e s.  Th e se   sy ste m p u e ffo rts  in t o   d e li v e rin g   p e rso n a li z e d   e x p e rien c e b y   a c c u m u latin g   i n f o rm a ti o n   a b o u t h e   u se r.   Hy b ri d   a lg o rit h m s   a re   n e c e ss a ry   to   a d d re ss   th e   issu e re c o m m e n d a ti o n   sy ste m c o n fro n t,   w h ic h   in c lu d e   lo p re d ictio n   a c c u ra c y ,   o u t p u t h a e x c e e d ra n g e ,   a n d   i n a d e q u a t e   c o n v e rg e n c e   sp e e d .   Th is  stu d y   s u g g e sts  b u il d i n g   a   m o v ie  re c o m m e n d a ti o n   sy ste m   u sin g   th e   re m o ra   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   (ROA a n d   th e   b i d irec ti o n a l   g a ted   re c u rre n u n it   (BiG RU),  th e   m o st r e c e n v e rsio n   o th e   re c u rsi v e   n e u ra l   n e two rk   (RNN ).   Th e   p ro p o se d   m e th o d ' re su lt a re   c o m p a re d   wit h   th o se   o f   th e   g e n e ti c   a lg o ri th m   (G A),  fe e d   fo rwa rd   n e u ra n e two r k   (F F NN ),   a n d   m u lt imo d a d e e p   lea rn in g   (M M DL).   In   term o m o v ie  re c o m m e n d a ti o n ,   BiG RU wit h   ROA   p e rfo rm s b e tt e th a n   G A,  M M DL,   a n d   F F NN .   K ey w o r d s :   B id ir ec tio n al  g ated   r ec u r r en u n it   Feed f o r war d   n eu r al  n etwo r k   Gate d   r ec u r r e n t u n it   Gen etic  alg o r ith m   Mu ltimo d al  d ee p   lea r n in g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r 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 :   Pra k ash   Pan d h ar in at h   R o k ad e   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atio n   T e ch n o lo g y ,   S.N. D.   C o lleg o f   E n g in ee r in g   an d   R esear ch   C en ter   Yeo la ,   Sav itrib ai  Ph u le  Pu n Un iv e r s ity   Nash ik ,   Ma h ar ash tr a,   I n d ia  -   4 2 3 4 0 1   E m ail: p r ak ash r o k ad e2 0 0 5 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   So cial  m ed ia  is   h ea v ily   u s ed   b y   p eo p le  to   s h ar th eir   o p i n io n s   an d   f ee lin g s   o n   m an y   web s ites .   T h ese   f ee lin g s   m an if est  as  o p in io n s   o r   r atin g s   f o r   g o o d   o r   s er v ic e.   T h g r ea test   d if f icu lty   f ac in g   s o m eo n wh o   h as  to   m ak a n   o n lin p u r ch ase  in   th in f o r m atio n   er is   n o o n l y   f in d i n g   e n o u g h   o p tio n s   o r   i n f o r m atio n   b u also   d ec id in g   h o to   u s th wea lth   o f   av ailab le  d ata  to   th eir   ad v an tag e   [ 1 ] [ 3 ] .   T h is   lead s   to   th g en er atio n   an d   an aly s is   o f   m ass iv am o u n ts   o f   d ata  in   o r d er   to   f o r ec ast  an d   s u g g est  u s er   an y   p r o d u ct  o r   s er v ice  b ased   o n   h is   in ter ests .   Mo v ie  r atin g   d at ab ases   co m p r is in g   u s er   r atin g s   an d   v a r io u s   m o v ie  p a r am ete r s   m ay   b e   f o u n d   o n   n u m b e r   o f   well - k n o wn   web s ites ,   s u ch   as  Kag g le.   I n   o r d er   to   ad d r ess   p r o b lem ,   d ec i s io n s   s u p p o r ted   b y   s ev er al  s tr o n g er   p ast im p r ess io n s   ar alwa y s   p r ef er ab le  to   th o s p r o d u ce d   b y   s in g le  u s er   im p r ess io n   [ 4 ] ,   [ 5 ] On ly   th o s u s er s   wh o s r ati n g s   ar m o r s tr o n g l y   r elev an to   o n e   an o th e r   ar g ath e r ed ,   as  o p p o s ed   to   g ath er in g   all  r e v iews  an d   r at in g s   [ 6 ] .   Usi n g   v ar io u s   m ac h in lear n in g   tech n iq u es,   s u ch   as  s u p p o r v ec to r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   5 0 1 9 - 5 0 3 0   5020   m ac h in es  ( SVM) ,   n eu r al   n etw o r k s   ( NN) ,   an d   g e n etic  alg o r ith m s   ( GA) ,   n u m e r o u s   ac a d em i cs  h av w o r k ed   to   im p r o v r ec o m m en d atio n   s y s tem s   [ 7 ] [ 9 ] .   I n   th is   s tu d y ,   we  s u g g ested   b id ir ec tio n al  g ated   r ec u r r en u n it  ( B iGR U)   o p tim ized   r em o r o p tim izatio n   alg o r ith m   ( R OA)   b ased   m o v ie  r ec o m m en d atio n   s y s tem .   T h 1 0 0   k B   I MD B   d atase is   p r o ce s s ed   u s in g   th B iGR m eth o d .   User id ,   m o v ieid ,   a n d   r atin g   a r th o n ly   p ar a m eter s   tak en   in to   ac co u n p r io r   to   p r e p r o ce s s in g   [ 1 0 ] .   Similar ity   b et wee n   u s er s '   r atin g s   o f   th s am m o v ies  an d   th eir   r atin g s   o f   th eir   d if f er e n ce s   f r o m   o n a n o th er   ar o b tain ed .   Fin ally ,   u s er   r ec eiv es  r ec o m m en d atio n s   f o r   th e   to p   1 0   m o v ies  b ased   o n   h is   in ter est  p atter n   af ter   th weig h ts   u s ed   to   d is co v er   u s er   s im ilar ity   ar o p tim ized   u s in g   R OA.   T h o u tco m es  o f   GA,   m u ltimo d al  d ee p   lear n i n g   ( MM DL ) ,   an d   f ee d   f o r wa r d   n eu r al  n etwo r k s   ( FF NN)   ar co n tr asted   with   th r esu lts .   B iG R ap p ea r s   to   h av p r o d u ce d   b etter   o u tc o m es  f o r   ev er y   test in g   p ar am eter   we   co m p a r ed   ta k e n   in to   ac co u n p r i o r   to   p r e p r o ce s s in g .   Similar ity   b etwe en   u s er s '   r atin g s   o f   th e   s am m o v ies  an d   th eir   r atin g s   o f   t h eir   d if f er en ce s   f r o m   o n e   an o th e r   ar e   o b tain e d   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   K - n ea r est   n eig h b o r   alg o r ith m   with   co lla b o r ativ f ilter in g   is   u s ed   f o r   m o v ie  r atin g   p r ed ictio n   [ 1 3 ] .   T h lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   u s in g   cy clic  lear n in g   r ate  ( L STM - C L R )   f r am ew o r k   is   u s ed   to   id en tif y   cy b er b u lly in g   o n   s o cial  m ed ia,   im p r o v in g   class if icatio n   ac cu r ac y   with o u n u m e r o u s   tr ials   an d   ad ju s tm en ts   [ 1 4 ] .   Fin ally ,   u s er   r ec eiv es  r ec o m m e n d atio n s   f o r   th to p   1 0   m o v ies  b ased   o n   h is   in ter est  p atter n   af te r   th weig h ts   u s ed   to   d is co v er   u s er   s im ilar ity   ar o p tim ized   u s in g   R OA.   T h o u t co m es  o f   GA,   MM DL ,   an d   FF NN  ar co n tr asted   with   th r esu lts .   B i G R ap p ea r s   to   h av p r o d u ce d   b etter   o u tco m es  f o r   ev er y   test in g   p ar a m eter   we  co m p ar e d   [ 1 5 ] .   T r ad itio n al  r ec o m m e n d a tio n   s y s tem s ,   s u ch   as  co llab o r ativ f ilter in g   an d   co n te n t - b a s ed   f ilter in g ,   o f te n   s u f f er   f r o m   lim itatio n s   in clu d in g   lo p r ed ictio n   ac cu r ac y ,   s lo co n v er g en ce   s p ee d ,   an d   in ef f ec tiv weig h t   o p tim izatio n .   W h ile  d ee p   lea r n in g   m o d els  lik FF NN  an d   MM DL   h av s h o wn   im p r o v em en ts ,   t h ey   s till   s tr u g g le  with   o p tim al  weig h t   ass ig n m en an d   r ea l - tim a d ap tab ilit y .   T h is   p ap e r   in tr o d u ce s   an   o p tim ized   r ec o m m en d atio n   s y s tem   u s in g   B iGR with   R OA  to   en h an ce   ac cu r ac y   a n d   co n v er g en c s p ee d .   T h m ain   co n tr ib u tio n s   o f   th is   p ap er   ar e   to   p r o p o s o f   B iGR U - b ased   r ec o m m en d atio n   m o d el  o p tim ized   u s in g   R OA  to   en h an ce   co n v er g e n ce   s p ee d   a n d   r ed u ce   tr ai n in g   lo s s ,   to   co m p ar B iGR U   w ith   FF N N,   MM DL ,   an d   GA  to   d em o n s tr ate  s u p e r io r   p er f o r m an ce   an d   to   im p lem en p r o p o s ed   s y s tem   o n   th I MD B   m o v ie  d ataset,   ac h iev in g   s ig n if ican im p r o v em en i n   p r ed ictio n   ac c u r ac y .   T h e   p r o p o s ed   s y s tem   is   p ar ticu lar l y   u s ef u l   in   m o v ie   r ec o m m en d atio n   s y s tem s ,   p e r s o n alize d   co n ten f ilter in g ,   a n d   e - c o m m er ce   p latf o r m s ,   w h er r ea l - tim an d   h ig h - ac cu r ac y   p r ed ictio n s   ar cr u cial  f o r   u s er   en g a g em en t.        2.   M E T H O D     2 . 1 .     P ro po s ed   s y s t em   a rc hit ec t ure   T h s y s tem   ar ch itectu r co m p r is es  in p u f ile  t o   v a r io u s   m o d els  an d   th en   ap p l y in g   R em o r a n d   B iG R f o r   r ec o m m en d atio n .   As   s h o wn   in   Fig u r e   1,   th e   s y s tem   ar ch itectu r e   co n tain s   in p u t   f ile,   t h e   m atr ix   r ep r esen tatio n   of   in p u t   f ile,   co - o cc u r r en ce   m atr ix   r e p r e s en tatio n ,   co n s tr ain   m o d el,   r atin g   in d e p en d e n t   m o d el,   B id ir ec tio n al   GR U,   r e m o r a   o p tim izatio n   an d   f in ally   th e   r ec o m m en d atio n s .           Fig u r 1 .   Ar c h itectu r o f   p r o p o s ed   s y s tem   [ 1 6 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ec o mme n d a tio n   u s in g   o p timiz ed   b id ir ec tio n a l     ( P r a ka s h   P .   R o k a d e )   5021   2 . 2 .     B idi re ct io na l   g a t ed   re c urre nt   unit     B id ir ec tio n al  g ated   r ec u r r e n u n it  ( B iGR U) ,   a   more   r ec en t   R NN   v er s io n   th an   L STM ,   is   b ec o m in g   in cr ea s in g ly   p o p u lar   t h ese   d ay s .   B ec au s e   R N N   p er f o r m s   th e   s am e   o p er atio n   at   ev e r y   tim e   p o i n t,   its   ca lcu latio n   g r ap h   is   ex tr a o r d i n ar ily   d ee p   [ 1 7 ] .   A   n eu r al   n et wo r k ' s   lo n g -   a n d   s h o r t   ter m   m em o r y   s tr ateg y   is   s u g g ested   to   ad d r ess   R NN   p r o b lem s ,   alth o u g h   it   h as   a   m o r e   co m p lex   s tr u ctu r e   an d   s tr u g g les   to   co n v er g e   more   q u ick ly   [ 1 8 ] [ 1 9 ] .   T h e   B iG R U   o u tp er f o r m s   th e   L ST M   in   ter m s   of   s p ee d .   T h e   n et wo r k   co n f ig u r atio n   of   B iGR U   is   th e   f o llo win g :   th er e   ar e   2   GR U   u n its ,   2   d en s e   lay er s   an d   2   d r o p o u t   lay er s   ( i.e .   to tally     6   lay er s ) .   I n s id e   each   GR U   u n it   1   r eset   an d   1   u p d ate   u n it   will   be   th er e   [ 2 0 ] .   As  s h o wn   in   Fig u r 2 ,   GR U1   is   f o r war d   GR U,   an d   Fig u r 2   d is p lay s   its   in ter n al   f ea tu r es,  wh ile   Fig u r 3   d is p lay s   th in ter n al  d etails  o f   GR U2 ,   r ev er s G R U.   T h f o r war d   ca lcu latio n   s h o wn   in   Fig u r 3   is   ca r r ied   o u t a s   f o llo ws.  Su p p o s at  tim     is   th r eset g ate  o f   th p o s itiv in p u t G R U .   Her e   i s   th f o r m u la:       = (     +   1     ( 1 )     In   t h e   f o r m u l a ,   σ   is   th e   s ig m o id   f u n ctio n     an d   1     ar e   th e   v alu es   of   th e   m o s t   r ec en t   ac tiv atio n   an d   th e   c u r r e n t   in p u t,   co r r esp o n d in g l y .     is   th e   in p u t   weig h t   m atr ix     is   th e   weig h t   m a tr ix   f o r   c y clic   co n n ec tio n s .   Similar ly ,   s u p p o s e       is   th e   u p d ate   g ate   of   th e   f o r war d   GR U   at   tim e   ;   th e   f o r m u la   is   as :       = (     +   1     ( 2 )             Fig u r 2 .   B iGR wo r k in g   ar c h itectu r e       Su p p o s at  tim     is   th ac tiv atio n   v al u o f   th p o s itiv i n p u GR U,   wh ich   is   c o m p r o m is e   b etwe en   th ca n d id ate  ac tiv atio n   v alu e   1     an d   th last   ac tiv atio n   v alu           =   ( 1   −      1         .     ( 3 )     T h f o r m u la  f o r     is   as  ( 4 ) .     ̃ = ta n h (   .     +     .     1     )                               ( 4 )     I n   th f o r m u la   ( 4 ) ,   is   th Had a m ar d   p r o d u ct.   Fo r   r eset   g ate,   if         is   clo s ed   m ea n s   its   v alu e   ap p r o ac h es   0 ,   th e   GR U   elim in ates   th e   p r ev io u s   ac tiv atio n   v alu e   1     an d   th e   c u r r en t   in p u t       is   th e   o n ly   f ac to r   af f e ctin g   it .   T h is   allo ws   h ̃ t   to   d en y   ir r elev an t   in f o r m atio n ,   th er e b y   m o r e   ef f ec tiv ely   c o m m u n icatin g   p er tin e n t   f ac ts   [ 2 1 ] .   On   o th er   s id e,   th e   u p d ate   g ate       co n tr o ls   how   m u ch   in f o r m atio n   in   1   .   can   be   d e liv er ed   to   th e   cu r r e n t       .   T h is   is   th e   k ey   to   d esig n in g   th e   r esu lts   f o r   t h is   u n it.   It   f u n ctio n s   as   a   m em o r y   u n it   a k in   to   an   L ST M,   aid in g   GR U   in   r em em b er in g   l o n g - te r m   d ata   [ 2 2 ] .   Similar ly ,   f o r m u la   ( 5 ) ( 8 )   p r o v id e   th e   co m p u tati o n   m et h o d   f o r   t h e   r ev er s e   GR U   s h o wn   in   Fig u r e   3   an d   Fig u r 4 .       = (   +     + 1   )   ( 5 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   5 0 1 9 - 5 0 3 0   5022     = (     +     + 1 )   ( 6 )       =   (1     + 1 +   + 1 .      ( 7 )       + ̃ = ta n h (   +   .   + 1 )       ( 8 )     T h e   r esu lts   of   two   d ir ec tio n s   ar e   av er a g e   to   o b tain   f in al   o u tp u t   .             F i g u r e   3 .   I n n e r   s t r u c t u r e   o f   a   f o r w a r d   G R U   n e u r o n     F i g u r e   4 .   I n n e r   s t r u c t u r e   o f   a   b a c k w a r d   GR U   n e u r o n       2 . 3 .     Remo ra   o ptim iza t io n   a lg o rit hm   R OA   is   an   o p tim izatio n   alg o r ith m   th at   u s es   m etah eu r i s tics   an d   is   in s p ir ed   by   th e   f o r ag in g   b eh av io r   of   r em o r a   s p ec ies.   R OA,   in s p ir ed   b y   r em o r f is h   b eh a v io r ,   d y n am ically   a d ju s ts   weig h v alu es  in   th B iG R n etwo r k ,   r ed u cin g   tr ain in g   er r o r s   an d   ac ce l er atin g   co n v e r g en ce .   I en s u r es  o p tim al  weig h s elec tio n   to   m ax im ize  th ac cu r ac y   o f   r ec o m m en d atio n s .   T h e   m ain   in ten tio n   of   u s in g   R OA   is   to   o p tim ize   th e   weig h t   v alu es   in   B iGR U   an d   to   r esu lt   in   ac cu r ate   o u tc o m es .   R OA   p lay s   an   im p o r ta n t   r o le   to   o p tim ize   in p u t   weig h ts   if   th e   o u tp u t   at   n eu r o n   ex ce ed s   th e   r an g e   0   to   1 .   T h e   R OA   o p tim izatio n   a lg o r ith m   is   u s ed   to   f in e - tu n e   th e   Bi - GR U's   s ettin g s .   T h is   is   ac co m p lis h ed   by   r ep ea ted ly   l o o k in g   f o r   th e   id ea l   weig h t   v alu es   wh ile  m in im izin g   in ac cu r ac y   o r   lo s s .   T h er ef o r e ,   th o p tim iz atio n   alg o r ith m ' s   f itn ess   f u n ctio n   is   th r ed u ctio n   o f   lo s s /er r o r   in   B i - GR U.   A s   s h o wn   in   Fig u r 5 ,   th m em o r y   o p tim izatio n   alg o r ith m   co n s is ts   o f   th f o llo win g   s tep s   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] [ 2 5 ] .       2 . 3 . 1 .   F lo wcha rt   of   re m o r a   R em o r o p tim izatio n   tech n iq u is   in s p ir ed   b y   s y m b io tic  r elatio n s h ip s   in   n atu r o f   r e m o r as  an d   s h ar k s .   T o   b alan ce   ex p lo r ati o n   a n d   ex p lo itatio n   I t   co m b in es  g lo b al   an d   lo ca l   s ea r ch   s tr ateg ies.  Ag en ts   ( r em o r as)   f o llo a n d   ad ap t o   lead er s   ( s h ar k s )   in   th e   p o p u latio n   to   f in d   o p tim al   s o lu tio n s .   I is   c o m m o n ly   u s ed   in   s o lv in g   c o m p lex ,   n o n lin ea r   o p tim izatio n   p r o b lem s .   T h m eth o d   is   lig h tweig h t,  c o n v er g es  f ast,  an d   s u its   r ea l - wo r ld   en g in ee r in g   a p p licatio n s .   R em o r o p tim izatio n   alg o r ith m   f lo wch a r t is d esig n ed   as f o ll o ws.   a.   C r ea te  th f ir s t p o p u latio n   I n   th is   ca s e,   th e   s ea r ch   a g en t' s   p ar am eter   is   p o p u latio n .   W m u s in itialize  th n u m b er   o f   r em o r a,   o r   s ea r ch   ag en ts ,   in   o u r   s y s tem .   T h s ea r ch   ag e n t is r em o r a.     b.   Def in n etwo r k   weig h t   T h weig h t   v alu es  o f   n eu r al  n etwo r k s   will  b e   d ef in e d   h er e.   T h ese  weig h v alu es  ar e   n ea r l y   ze r o   an d   ar cr ea ted   at  r a n d o m .   c.   Mo d if icatio n   o f   s ea r ch   ag e n ts   W f ir s t d ef in s o lu tio n   s p ac in   all  o p tim izatio n   tech n iq u e s .   W al s o   s p ec if y   th n u m b er   o f   s ea r ch   ag en ts   an d   th s ea r ch   ar ea .   W ch an g th v alu o f   s ea r ch   ag en ts   if   th eir   n u m b er   in   s ea r ch   s p ac s u r p ass es a   th r esh o ld . in   s ea r ch   s p ac e,   o n l y   s ea r ch   ag e n ts   b elo th th r esh o ld   will b p er m itted   en tr y .   d.   E r r o r   r ed u ctio n   In   th is   ca s e,   th e   m is tak e   is   r ed u ce d   by   th e   er r o r   or   lo s s   f u n cti o n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ec o mme n d a tio n   u s in g   o p timiz ed   b id ir ec tio n a l     ( P r a ka s h   P .   R o k a d e )   5023   e.   T h cu r r e n t sear ch   ag e n t' s   p o s itio n   an d   th e   s to r e' s   f itn ess   Sev er al   n etwo r k   weig h ts   ar e   av ailab le   in   th e   s ea r ch   s p ac e.   W e   s h all   m ain tain   a   r ec o r d   of   th e   o p tim al   n etwo r k   weig h t.     f.   Dete r m in th n ea r est o p tim al  weig h t   W ca n   g et  th n ex weig h v alu e,   o r   o p tim al  weig h t,  b y   co m p u tin g   th f itn ess   v alu o f   e ac h   weig h v alu we  i n itially   ch o s e.   T h f ir s weig h t   v alu e   is   k n o wn .   E v e r y   iter atio n ' s   f itn ess   f u n ctio n   is   b ein g   ev alu ated .     g.   An aly ze   f itn ess   ( er r o r   m in im i za tio n )   Fo r   ev er y   weig h t   in   t h e   n etwo r k ,   we   f in d   its   f itn ess   v alu e.   co m p ar is o n   of   th e   n ew   an d   o ld   weig h t   v alu es   is   p r esen ted .   h.   E r r o r   m in im izatio n   Her e,   th m is tak is   m in im ize d   b y   u s in g   th er r o r   f u n ctio n   o r   lo s s   f u n ctio n .   i.   Sto r f itn ess   an d   p o s itio n   o f   c u r r en t sear ch   ag en t:   T h er ar s ev er al  n etwo r k   weig h ts   in   th s ea r ch   s p ac e.   T h i d ea l n etwo r k   weig h t w ill b k ep t o n   f ile.   j.   Fin d   n ea r   o p tim al  weig h t   T h f ir s weig h v alu is   k n o wn ,   an d   b y   ca lcu latin g   th f itn ess   v alu o f   ea ch   weig h t   v alu we   in itially   s elec ted ,   we  ca n   g et   th n ex weig h v alu e,   o r   o p tim al  weig h t.  W ar ass ess in g   th f itn ess   f u n ctio n   f o r   ea c h   iter atio n .   k.   E v alu ate  f itn ess   ( er r o r   m in im i za tio n )   E v er y   n etwo r k   weig h is   ass e s s ed   f o r   its   f itn es s   v alu e.   T h n ew  weig h v alu an d   th o ld   weig h t   v alu ar b ei n g   co m p ar e d .   l.   Sto p p in g   cr iter ia    First,  we  wil d ef in th n u m b er   o f   iter atio n s   th at  will  b u s ed   as  o u r   cu to f f   p o in t.   T h e   g o al  is   to   in cr ea s th co r r ec tn ess   o f   th n etwo r k   m o d el  b y   ch o o s in g   th weig h v alu es  f o r   ea ch   iter atio n   o f   th r em o r alg o r ith m   in   an   o p tim a l m an n er .           Fig u r 5 .   R em o r a   o p tim izatio n   alg o r ith m   f lo wch ar [ 2 6 ]       2 . 4 .     I np ut   f ile   up lo a din g   Mo v ieL en s   d ataset   of   1 5 0 . 3 5   k B   is   tak en   as   an   in p u t   f r o m   K a g g le. co m .   T h e   d ataset   co m p r is es   1 0 0 , 0 0 0   r atin g s   ca p tu r e d   f r o m   671   u s er s   f o r   a   to tal   of   1 , 6 8 2   m o v ies.   T h e   in p u t   d ata   c o n tain s   th e   f ea tu r es   u s er id ,   m o v ieid ,   r atin g s ,   I n p u f ile  co n tain s   1 0 0 , 0 0 0   e n tr ies.  I co m p r is es  th m o v ie  r atin g s   alo n g   with   th e   titl e,   g en r e,   tim e   s tam p   f o r   m o v ies.  Ab o u t   6 7 1   u s er s   h av r ated   with   d i f f er en t   r atin g s   b etwe en   1   to   5 .   T h e   S t a r t G e ne r a t e  i ni t i a l   popul a t i on D e f i ne  ne t w or k w e i ght s C he c k i f  s e a r c h a ge nt   goe s  beyond t he  s e a r c s pa c e  a nd a m e nd i t E va l ua t e  f i t ne s s   ( e r r or   m i ni m i z a t i on ) S t or e  f i t ne s s  a nd p os i t i on  of  c ur r e nt  s e a r c h a ge nt s C ur r e nt  i t e r a t i on c ur r e nt  i t e r a t i on  1 L oc a l  up da t e S t opp i ng  c r i t e r i a ? E nd F i nd ne a r  opt i m a l  w e i ght E va l ua t e  f i t ne s s   ( e r r or   m i ni m i z a t i on ) I f  a t t e m pt   c ur r e nt P os i t i on u pda t e Y e s No Y e s No Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   5 0 1 9 - 5 0 3 0   5024   o v er all  s ize  o f   th e   d ataset  is   1 5 0 . 3 5   k B .   T h in p u t   d ata   c o n ta in s   t h e   f e at u r es  u s e r i d ,   m o v ie id ,   r ati n g s ,   ti tle ,   g e n r e ,   t im esta m p ,   t ag ,   im d b i d ,   tm d b i d .   O n l y   f o u r   f e at u r es  u s er i d ,   m o v iei d ,   m o v ie n a m e ,   r at in g s   ar c o n s id er e d   in   p r o p o s ed   m o d e as  a n   i n p u t.   As  s h o wn   in   T ab le  1 ,   6 7 1   u s er s   h av r ated   1 , 6 8 2   m o v ies  with   r atin g s   in   b etwe en   1   to   5 .   I is   n o th e   ca s th at  all  u s er s   h av e   r ated   a ll  th m o v ies.  So m u s er s   h av n o t r ated   f ew  m o v ies.  E ith er   th ey   h av n o s ee n   th o s m o v ies   o r   th e y   ar n o in ter ested   in   p r o v id in g   th r at in g s   to   th o s m o v ies.  C o n s id er   u s er   1   h as  r ated   m o v ie  n u m b er   1 3 4 3   with   r atin g s   2   an d   t h is   m o v ie  b el o n g s   to   th g en r e   ac tio n /ad v en tu r e/th r iller .       T ab le  1 .   I n p u f ile   U seri d   M o v i e i d   R a t i n g   Ti mes t a m p   Ti t l e   G e n r e   1   31   2 . 5   1 . 2 6 E+ 0 9   To y   S t o r y   A d v e n t u r e   |   A n i ma t i o n   1   1 0 2 9   3   1 . 2 6 E+ 0 9   Ju ma n j i   A d v e n t u r e   1   1 0 6 1   3   1 . 2 6 E+ 0 9   G r u mp i e r   O l d   M e n   C o m e d y   |   R o ma n c e   1   1 1 2 9   2   1 . 2 6 E+ 0 9   W a i t i n g   t o   E x h a l e   C o m e d y   |   D r a ma   |   R o ma n c e   1   1 1 7 2   4   1 . 2 6 E+ 0 9   F a t h e r   o f   B r i d e - II   C o m e d y   1   1 2 6 3   2   1 . 2 6 E+ 0 9   H e a t   A c t i o n   |   C r i me   |   Th r i l l e r   1   1 2 8 7   2   1 . 2 6 E+ 0 9   S a b r i n a   C o m e d y   |   R o ma n c e   1   1 2 9 3   2   1 . 2 6 E+ 0 9   To a n d   H u c k   A d v e n t u r e   C h i l d r e n   1   1 3 3 9   3 . 5   1 . 2 6 E+ 0 9   S u d d e n   D e a t h   A c t i o n   .   .   .   .   .   .   6 7 1   5 6 6 9   4   1 . 0 6 E+ 0 9   D r a c u l a   C o m e d y   H o r r o r   6 7 1   5 8 1 6   4   1 . 0 7 E+ 0 9   B a l t o   A d v e n t u r e   A n i ma t i o n   6 7 1   5 9 0 2   3 . 5   1 . 0 6 E+ 0 9   N i x o n   D r a ma       2 . 5 .     Reduct io n o f   s pa rsity   is s ue   Dim en s io n ality   r ed u ctio n   is   one   of   th e   g o o d   s o lu tio n s   f o r   s p ar s ity   r ed u ctio n .   In   t h is   s tep ,   th e   s p ar s ity   is s u e   in   th e   in p u t   f ile   is   r eso l v ed   by   c o n s id er in g   o n ly   th e   p ar a m eter s   u s er id ,   m o v ieid ,   r atin g s .   By   co n s id er in g   o n ly   t h ese   lim ite d   p a r am eter s ,   t h e   c o m p lex   c alcu latio n s   ar e   m in im ized   an d   s p ar s ity   is s u e   is   s u p p r ess ed .   As   s h o w n   in   T ab le  2 ,   r atin g s   f o r   m o v ies   by   d if f er e n t   u s er s   ar e   s h o w n   in   m atr ix   f o r m at   s h o win g   th at   u s er   r ati n g s   f o r   m o v ie   r ate d .   T h er e   is   no   r atin g   p r o v id e d   f o r   u n r ate d   m o v ie s .   User   id   1 2   h as   p r o v id e d   r atin g s   2,   2,   4 . 5 ,   4,   3,   2 . 5   f o r   th e   m o v ies   1,   2,   5,   6,   1 0 ,   11   r e s p ec tiv ely .   T h er e   is   em p ty   s p ac e   in   th e   m atr ix   by   th e   u s er   id   12   f o r   th e   m o v ies   3,   4,   7,   8,   9,   12   as   it   h as   n o t   r ated   th o s e   m o v ies.   T h is   e x p er im e n t   is   ev alu ated   f o r   all   u s er s   an d   m o v ies   b u t   o n ly   f o r   12   u s er s   an d   m o v ies   m atr ix   is   d esig n e d .         T ab le  2 .   Ma tr ix   r ep r esen tatio n   o f   r atin g s   f o r   d if f er e n t m o v ie s   b y   u s er s   U seri d / M o v i e i d   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   1                           2                     4       3                           4                     4       5                           6                           7   3                         8                           9   4                         10                           11                           12   2   2       4 . 5   4         3   2 . 5         2 . 6 .     Co - o cc urre nce   mo del   T h er ar e   f ew  m o v ies  wh ich   ar eith er   r ated   b y   s in g le   u s er ,   s o m m o v ies  ar r ated   b y   all  u s er s .   Co - o cc u r r e n ce   m o d el   is   o b tain ed   by   i n ter s ec tio n   o p er ato r .   It   s h o ws   n u m b er   of   s im ilar   m o v ies   r ated   by   tw o   u s er s .   co - o cc u r r en ce   m atr i x   is   g e n er ated   to   ca p tu r e   r el atio n s h ip s   o r   p atter n s   b etwe en   item s   ( o r   u s er s ) ,   wh ich   h elp s   in   u n d er s tan d i n g   ass o ciatio n s .   T ab le   3   s h o ws   th e   co - o cc u r r e n ce   m o d el   in   wh ich   if   two   u s er s   h av e   r ated   s am e   m o v ies   th en   th e y   ar e   in clu d ed   i n to   t h e   m atr i x .   Ou t   of   6 7 1   u s er s   f o r   f ir s t   12   u s er s   o n ly   th e   m atr ix   is   p r e p ar ed .   Her e   u s er   7   h as   r ated   5,   9,   11,   41,   10   s a m e   m o v ies   with   u s er   1,   2,   3,   4,   5,   6   a n d   so   on.   T h is   s h o ws   co - o cc u r r en ce   m o d el   of   s im ilar   m o v ies   r at ed   by   two   u s er s .   Co - o cc u r r e n ce   m o d el   is   t h e   p ar t   of   in p u t   to   th e   B iGR U   alg o r ith m   f o r   th r o u g h   ca lcu lat io n   f o r   p r ed ictin g   m o v ies   to   t h e   u s er .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ec o mme n d a tio n   u s in g   o p timiz ed   b id ir ec tio n a l     ( P r a ka s h   P .   R o k a d e )   5025   T ab le  3 .   C o - o cc u r r e n ce   m o d el  o f   s im ilar   m o v ies r ated   b y   tw o   u s er s   U seri d / U seri d   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   1   20   76   0   5   1   0   5   18   27   18   10   1   2   76   8   8   9   0   17   12   6   3   6   2   4   3   0   8   51   7   12   3   11   5   12   0   0   53   4   5   9   7   2 0 4   19   7   41   4   2   0   2 4 3   1 2 0   5   1   0   12   19   1 0 0   4   10   4   7   0   1 3 3   0   6   0   17   3   7   4   44   0   16   0   60   54   32   7   5   9   11   41   10   0   88   80   21   2   0   91   8   18   6   5   4   4   16   80   12   6   3   6   2   9   27   2   12   2   7   0   21   6   0   1 0 1   33   15   10   18   2   0   0   0   60   2   3   1 0 1   0   33   72   11   10   1   0   2 4 3   1 3 3   54   0   6   7   33   2   77   12   1   8   53   7   0   32   91   2   15   72   77   12       2 . 7   Co ns t ra int  m o del   User s   wh o   h av e   g iv en   s im ilar   m o v ies   th e   s am e   r atin g s   ar e   tak en   in t o   co n s id er atio n   to   cr ea te   th is   m o d el.   T h is   m o d el   is   th e   r estricte d   v er s io n   of   co - o cc u r r e n ce   m o d el.   Fro m   th e   in p u t   m a tr ix   r ep r esen tatio n ,   it   is   clea r   th at   th er e   ar e   s o m e   u s er s   wh o   h a v e   r ated   s im ilar   m o v ies   by   s im ilar   r atin g s   with   th e   o th er   u s er s   an d   f ew   u s er s   ar e   th er e   wh o   h av e   r ate d   s im ilar   m o v ies   by   d if f er en t   r atin g s   with   th e   o th e r   u s er s .   A s   s h o w n   i n   T a b l e   4 ,   u s e r   7   h a s   r a t e d   2 , 3 , 5 , 2 1 , 5 , 0   s i m i l a r   m o v i e s   b y   t h e   s a m e   r a t i n g s   a s   u s e r s   1 ,   2 ,   3 ,   4 ,   5 ,   6 ,   r e s p e c t i v el y .   T h e   m o d e l   is   o b t a i n e d   f o r   al l   u s e r s ,   b u t   f o r   t h e   f i r s t   1 2   u s e r s ,   T a b l e   4   i s   p r e p a r e d .   T h is   m o d e l   c a n   b e   t e r m e d   a s   a   d e p e n d e n t   m o d e l ,   a s   s i m il a r   m o v i e s   w i t h   t h e   s a m e   r a t i n g s   b y   u s e r s   a r e   c o n s i d e r e d   h e r e .     T ab le   4.   C o n s tr ain t   m o d el   of   s im ilar   m o v ies   with   s am e   r atin g s   by   two   u s er s   U seri d / U seri d   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   1   12   8   0   2   0   0   3   8   20   6   8   1   2   26   2   6   1   0   5   9   4   1   3   1   2   3   0   4   48   3   2   1   6   3   6   0   0   27   4   3   4   2   1 0 0   9   3   20   2   1   0   1 0 0   60   5   0   0   2   9   50   2   5   2   3   0   33   0   6   0   5   1   3   2   20   0   8   0   30   20   14   7   3   9   6   20   5   0   8   20   7   1   0   17   8   8   4   3   2   2   8   20   9   1   0   3   0   9   20   1   6   1   3   0   7   1   0   61   17   8   10   6   3   0   0   0   30   1   0   61   0   10   29   11   8   1   0   1 0 0   33   20   0   3   17   10   0   30   12   1   2   27   60   0   14   17   0   8   29   30   5   Th i s   m o d u l e   a p p l i e s   c e r t a i n   p r e d e f i n e d   c o n st r a i n t s ( e . g . ,   u s e r   b e h a v i o r   r u l e s ,   d i v e r si t y   c o n s t r a i n t s,  e t c . )     t o   g u i d e   t h e   l e a r n i n g   o r   f i l t e r i n g   p r o c e ss.       2 . 8 .     Ra t ing   ind epende nt  m o del   T h is   ap p r o ac h   tak es   in to   co n s id er atio n   v iewe r s   wh o   h av e   g iv en   s im ilar   m o v ies   v ar ied   r atin g s .   As   s h o wn   in   T a b le   5,   u s er   7   h as   r ated   3,   9,   6,   2 0 ,   5,   0   s im ilar   m o v ies   by   d if f er en t   r atin g s   with   th e   u s er s   1,   2,   3,   4,   5,   6   r esp ec tiv ely .   T h is   m o d el   is   ev alu ated   f o r   all   671   u s er s   out   of   wh ich   f o r   f ir s t   12   u s er s   v al u es   ar e   s h o wn   in   T ab le  5.       T ab le  5 .   R atin g   in d ep en d en m o d el  o f   s im ilar   m o v ies with   d if f er en r atin g s   b y   two   u s er s   U seri d / U seri d   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   1   8   68   0   3   1   0   2   10   7   12   2   0   2   50   6   2   8   0   12   3   2   2   3   1   2   3   0   4   3   4   10   2   5   2   6   0   0   26   4   2   5   5   1 0 4   10   4   21   2   1   0   1 4 3   60   5   1   0   10   10   50   2   5   2   4   0   1 0 0   0   6   0   12   2   4   2   24   0   8   0   30   34   18   7   2   3   5   21   5   0   80   60   14   1   0   77   8   10   2   2   2   2   8   60   3   5   3   3   2   9   7   7   6   1   4   0   14   5   0   40   16   7   10   12   3   0   0   0   30   1   3   40   0   23   43   11   2   1   0   1 4 3   1 0 0   34   0   3   16   23   2   47   12   0   2   26   60   0   18   77   2   7   43   47   7   A   mo d e l   t h a t   o p e r a t e s w i t h o u t   d i r e c t l y   d e p e n d i n g   o n   u ser - p r o v i d e d   r a t i n g s p o ssi b l y     u si n g   i m p l i c i t   f e e d b a c k ,   c o n t e n t   si mi l a r i t y ,   o r   c o n t e x t u a l   si g n a l s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   5 0 1 9 - 5 0 3 0   5026   3.   RE SU L T   AN DIS CUSS I O N   3 . 1 .     T esting   f o re c o mm enda t io n   Co - o cc u r r e n ce   m o d el,   c o n s tr ain m o d el,   r atin g   in d ep en d en m o d el  ar e   th e   in p u ts   t o   B iGR U   alg o r ith m .   B y   c o n s id er in g   r an d o m   in p u m u ltip lied   with   weig h ts   f o llo wed   b y   ad d itio n   o f   b ias  v alu at  ea c h   n eu r o n   in   h id d e n   lay e r ,   th e   o u tp u is   ca lcu lated .   I f   th o u t p u t   at  th ese  n eu r o n s   is   b etwe en   th r an g es  0   to   1 ,   th ese  weig h ts   will  b f o r war d ed   to   n ex lay e r   n eu r o n s .   I f   th o u tp u at  h id d en   lay er   n e u r o n   is   b ey o n d   th e   r an g 0   to   1 ,   r em o r o p tim iza tio n   alg o r ith m   will  b ac tiv to   o p tim ize  th ese  weig h ts .   Fin ally ,   b y   test in g   th e   p r o p o s ed   m o d el  f o r   a n y   r a n d o m   u s er ,   th r ec o m m en d ed   m o v ie  lis will  b s u g g ested   to   th u s er .   T h o u tp u t   as r ec o m m en d e d   m o v ies  ar e   s h o wn   in   Fig u r 6 .   Fig u r 6   s h o ws  th at  wh en   we  s elec an y   u s er   f o r   r ec o m m en d in g   h im   s o m m o v ies,  th in ter est  p atter n   o f   u s er   is   alr ea d y   s tu d i ed   an d   b ased   o n   th at  p atter   h will b r ec o m m en d e d   s o m m o v ies.  Her we  ca n   p r o v id e   th th r esh o ld   f o r   g etti n g   f ir s t to p   x   n u m b er   o f   m o v ie s   as r esu lt.           Fig u r 6 .   R ec o m m e n d atio n   o f   m o v ies f o r   r an d o m   u s er       3 . 2 .     Resul t   a na ly s is   o f   pro po s ed  s y s t em   T h p er f o r m a n ce   o f   th e   s u g g e s ted   s y s tem   is   ass es s ed   u s in g   test in g   m ea s u r es  lik p r ec is io n ,   r ec all,   f   m ea s u r e ,   ac cu r ac y ,   m ea n   ab s o lu te  er r o r ,   an d   r o o t   m ea n   s q u ar er r o r .   T h ese  v alu es   ar ascer tain ed   b y   o b tain in g   a   co n f u s io n   m atr ix .     3 . 2 . 1 .   P ro po s ed  s y s t em   co m pa riso n wit h e x is t ing   s y s t em   T o   co m p ar t h p er f o r m an ce   o f   p r o p o s ed   m o d el  f o r   th in p u d ataset,   th p er f o r m an ce   cr iter ia  ar e   ap p lied   to   MM DL ,   GA  an d   FF NN  f o r   th s am in p u an d   r esu lts   ar o b s er v ed .   As   s h o wn   in   Fig u r 7 ,   p r o p o s ed   o p tim ized   B iGR m o d el  f o r   m o v ie   r ec o m m en d a tio n   h as  th e   9 8 p r ec is io n   wh ich   is   th h ig h est  as   co m p ar to   MM DL   with   9 2 %,   GA  with   9 6 % a n d   FF NN  with   8 5 %.   As  s h o wn   in   Fig u r 8 ,   p r o p o s ed   o p tim ized   B iGR m o d el  f o r   m o v ie  r ec o m m en d atio n   h as  th 9 7 . 5 %   r ec all  wh ich   is   th h ig h est  as  co m p ar to   MM DL   with   9 6 %,   GA  with   9 7 an d   FF N wit h   8 8 %.As  s h o wn   in   Fig u r 9 ,   p r o p o s ed   o p tim ized   B iG R m o d el  f o r   m o v ie  r ec o m m en d atio n   h as  th e   9 7 f - m ea s u r wh ich   is   th h ig h est  as  co m p ar to   MM D L   with   9 5 %,  GA  with   9 6 an d   FF NN  with   8 7 %.As  s h o wn   in   Fig u r 1 0 ,   p r o p o s ed   o p tim ized   B iGR m o d el  f o r   m o v ie  r ec o m m e n d a tio n   h as  th 9 8 . 5 ac cu r ac y   wh ich   is   th h ig h est   as  co m p ar to   MM DL   with   9 5 %,  GA  with   9 6 an d   FF NN  with   8 6 %.As  s h o wn   in   Fig u r 1 1 ,   p r o p o s ed   o p tim ized   B iGR m o d el  f o r   m o v ie  r ec o m m en d atio n   h as  t h 0 . 0 3   MA E   wh ich   is   th lo west  as  co m p ar t o   MM DL   with   0 . 6 5 ,   GA  with   0 . 0 5   an d   FF NN  with   0 . 1 4 . As  s h o wn   in   Fig u r 1 2 ,   p r o p o s ed   o p tim ized   B iGR U   m o d el  f o r   m o v ie  r ec o m m en d a tio n   h as  th 0 . 1 7   R MSE   wh ich   is   th lo west  a s   co m p ar to   MM DL   with   0 . 2 5 ,   GA  with   0 . 2 2   an d   FF NN  with   0 . 3 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l a p p r o a c h   fo r   r ec o mme n d a tio n   u s in g   o p timiz ed   b id ir ec tio n a l     ( P r a ka s h   P .   R o k a d e )   5027           Fig u r 7 .   C o m p a r is o n   o f   p r ec i s io n   f o r   p r o p o s ed   s y s tem   with   ex is tin g   s y s tem s   Fig u r 8 .   C o m p a r is o n   o f   r ec al l f o r   p r o p o s ed   s y s tem   with   ex is tin g   s y s tem s                   Fig u r 9 .   C o m p a r is o n   o f   f - m e asu r f o r   p r o p o s ed   s y s tem   with   ex is tin g   s y s tem s   Fig u r 1 0 .   C o m p ar is o n   o f   ac c u r ac y   f o r   p r o p o s ed   s y s tem   with   ex is tin g   s y s tem s                 Fig u r 1 1 .   C o m p ar is o n   o f   MA E   f o r   p r o p o s ed   s y s tem   with   ex is tin g   s y s tem s   Fig u r 1 2 .   C o m p ar is o n   o f   R MSE   f o r   p r o p o s ed   s y s tem   with   ex is tin g   s y s tem s       3 . 3 .     E x perim ent a l r esu lt s   a nd   co m pa riso ns   T o   ev alu ate   th e   ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   B iGR U - R O m o d el,   we  co m p ar ed   its   p er f o r m a n ce   with   th r ee   ex is tin g   a p p r o ac h es     GA,   MM DL ,   an d   FF NN     ac r o s s   f o u r   k e y   m et r ics:   p r ec is io n ,   r ec all,     F - m ea s u r e,   an d   ac cu r ac y .   T h e s m etr ics  o f f er   co m p r eh en s iv ass es s m en o f   m o d el  p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   b o th   p r ed ictiv ac c u r ac y   a n d   r o b u s tn ess .   T h f o llo win g   b ar   ch ar clea r l y   illu s tr ates  th at  th B iGR U - R OA  m o d el  co n s is ten tly   o u tp e r f o r m s   o th er   m o d els  in   ea ch   ca t eg o r y ,   s h o wca s in g   its   s u p er io r   p r ec is io n   ( 9 8 %) ,   r ec all  ( 9 7 . 5 %),   F - m ea s u r ( 9 7 %),   an d   ac cu r ac y   ( 9 8 . 5 %).   As   s h o wn   in   T ab le   6,   th e   v alu es   of   p r ec is io n ,   r ec all,   f - m ea s u r e,   ac cu r ac y ,   MA E ,   R MSE   f o r   ex is tin g   m o d els   MM DL ,   GA,   FF NN   an d   p r o p o s ed   o p tim iz ed   B iGR U   m o d el   ar e   ca lcu lated .   T h r esu lts   o f   th p r o p o s ed   B iGR U - R OA  m o d el  s h o w   an   ac cu r ac y   im p r o v em en o f   1 2 . 3 o v er   FF NN  an d   8 . 5 o v er   GA,   3 2 f aster   co n v er g e n ce   r ate  co m p ar ed   to   tr a d itio n al  n eu r al   n etwo r k s ,   r ed u ctio n   in   tr ain i n g   er r o r   to   0 . 0 0 0 3 3   en h an cin g   p r e d ictiv p er f o r m an ce .   Fig u r 1 3   s h o ws  th b ar   ch ar c o m p ar i n g   th e   p er f o r m an ce   o f   B iGR U - R OA,   GA,   MM DL ,   an d   FF N in   ter m s   o f   Pre cisi o n ,   R ec al l,  F - Me asu r e,   an d   Acc u r ac y .   98% 92% 96% 85% 7 5 % 8 0 % 8 5 % 9 0 % 9 5 % 1 0 0 % P r opos e d M M DL B L _GA FF N N P r ec is io n   % S y ste m   f o c o m p a riso n 9 7 . 5 0 % 96% 97% 88% 8 2 . 0 0 % 8 4 . 0 0 % 8 6 . 0 0 % 8 8 . 0 0 % 9 0 . 0 0 % 9 2 . 0 0 % 9 4 . 0 0 % 9 6 . 0 0 % 9 8 . 0 0 % 1 0 0 . 0 0 % P r opos e d M M DL B L _GA F F NN R ec all  in   % S y ste m   f o Co m p a riso n 97% 95% 96% 87% 8 2 % 8 4 % 8 6 % 8 8 % 9 0 % 9 2 % 9 4 % 9 6 % 9 8 % P r opos e d M M DL B L _GA F F NN F - Me asu r in   % S y ste m   f o Co m p a riso n 9 8 . 5 0 % 95% 96% 86% 7 5 . 0 0 % 8 0 . 0 0 % 8 5 . 0 0 % 9 0 . 0 0 % 9 5 . 0 0 % 1 0 0 . 0 0 % P r opos e d M M DL B L _GA F F NN A cc u r ac y S y ste m   f o Co m p a riso n 0 . 0 3 % 0 . 6 5 % 0 . 6 5 % 0 . 1 4 % 0 . 0 0 % 0 . 1 0 % 0 . 2 0 % 0 . 3 0 % 0 . 4 0 % 0 . 5 0 % 0 . 6 0 % 0 . 7 0 % P r op os ed M M DL B L _GA F F NN MA E S y ste m   f o Co m p a riso n 0 . 1 7 % 0 . 2 5 % 0 . 2 2 % 0 . 3 6 % 0 . 0 0 % 0 . 0 5 % 0 . 1 0 % 0 . 1 5 % 0 . 2 0 % 0 . 2 5 % 0 . 3 0 % 0 . 3 5 % 0 . 4 0 % P r op os ed M M DL B L _GA F F NN R MA E S y ste m   f o Co m p a riso n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   5 0 1 9 - 5 0 3 0   5028   T ab le  6 .   Pro p o s ed   s y s tem   p er f o r m an ce   c o m p ar is o n   with   ex is tin g   m o d els   M o d e l   v c r i t e r i a   P r e c i s i o n   R e c a l l   F - M e a s u r e   A c c u r a c y   M A E   R M S E   A   B   C   A   B   C   A   B   C   A   B   C   A   B   C   A   B   C   P r o p o se d   s y st e m   98   98   97   97   97   98   97   97   98   98   97   98   0 . 0 3   0 . 0 3   0 . 0 3   0 . 1 7   0 . 1 7   0 . 1 6   M M D L   92   94   94   96   93   94   95   94   95   95   92   93   0 . 0 6   0 . 0 5   0 . 0 5   0 . 2 5   0 . 2 5   0 . 2 5   GA   96   95   95   97   95   95   96   95   95   96   94   95   0 . 0 5   0 . 0 7   0 . 0 7   0 . 2 2   0 . 2 4   0 . 2 4   F F N N   85   85   85   88   86   87   87   88   89   86   87   86   0 . 1 4   0 . 1 5   0 . 1 5   0 . 3 6   0 . 3 6   0 . 3 7           Fig u r 1 3 .   Per f o r m a n ce   co m p ar is o n   o f   m o d el       As   p r o p o s ed   m o d el   ca m e   o u t   with   c o m p ar ativ el y   b etter   r esu lts   th an   ex is tin g   ap p r o ac h es,   th e   o b jectiv es   of   r esear ch   ar e   atten d ed .   T o   f u r t h er   v alid ate   th r o b u s tn ess   an d   lea r n in g   ef f icien c y   o f   t h e   p r o p o s ed   B iGR U - R OA  m o d el,   we  an aly ze d   its   tr ain in g   lo s s   b eh av io r   o v e r   m u ltip le  ep o ch s   as   s h o wn   in   Fig u r 1 4 .   T h tr ain in g   lo s s   cu r v p r o v id es  in s ig h ts   in to   h o q u ick ly   an d   ef f ec tiv ely   th m o d el  lear n s   f r o m   th in p u d ata.   Fas ter   co n v er g en ce   with   m in im al  f lu ctu atio n s   in d icate s   s tab le  lear n in g   an d   ef f ec tiv weig h o p tim izatio n .   T h e   R OA  p lay s   k ey   r o le   h er e   b y   d y n am ic ally   ad ju s tin g   weig h ts   to   m in im ize  er r o r   d u r in g   ea ch   iter atio n .           Fig u r 1 4 .   T r ain in g   lo s s   v s   ep o ch s   B iGR U - R OA   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.