Co m pu t er   Science  a nd   I nfo r m a t io n T ec hn o lo g ies   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 ,   p p .   1 7 9 ~ 1 95   I SS N:  2722 - 3 2 2 1 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /csi t . v 7 i 2 . p 1 7 9 - 1 95           179       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s p r ime. co m/in d ex . p h p /csi t   A comp a ra tive st udy  of clas sica l,  b a g g ing a nd hy brid methods   for  o ptimizing  loa n def a ul pre dicti o n       I s m a il Id o wu A k uji 1 Ahm ed   B a ba j ide O la nrewa j u 2 T a o f ik   Abio du n Ahm ed 3 ,   Ay o dej i J ub ril  Ala bi 4 I dris   B a ba t un de  A dey em i 5   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   a n d   C o m p u t i n g ,   A b d u l r a s a q   A b u b a k a r   To y i n   U n i v e r s i t y ,   O k e - O g b a N i g e r i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   U n i v e r s i t y   o f   I b a d a n ,   I b a d a n ,   N i g e r i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   S c h o o l   o f   I C a n d   M a n a g e me n t   S c i e n c e ,   K w a r a   S t a t e   C o l l e g e   o f   A r a b i c   a n d   I sl a m i c   Le g a l   S t u d i e s,  I l o r i n ,   N i g e r i a   4 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   a n d   C o mm u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y ,   K w a r a   S t a t e   U n i v e r s i t y ,   M a l e t e N i g e r i a   5 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e s,   F a c u l t y   o f   C o mm u n i c a t i o n   a n d   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e s ,   U n i v e r s i t i   o f   I l o r i n ,   I l o r i n ,   N i g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  2 4 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ma r   1 1 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma y   1 6 ,   2 0 2 6       Th is  stu d y   o p ti m ize d   lo a n   d e fa u lt   p re d icti o n   b y   c o m p a ri n g   k - n e a re st  n e ig h b o (KN N),  ra n d o m   fo re st  ( RF ),   a n d   h y b ri d   m e th o d s.  Th e   d a tas e u se d   wa p re p ro c e ss e d   u sin g   sim p le  i m p u ter,  lab e e n c o d e r,   s y n t h e ti c   m in o rit y   o v e rsa m p li n g   tec h n iq u e   (S M OT E),   a n d   c o rre l a ti o n - b a se d   fe a tu re   se lec ti o o n   to p   7   fe a tu re wh il e   g r id   se a rc h   c ro ss - v a li d a ti o n   (G S CV)  a n d   ra n d o m   se a rc h   c ro ss - v a li d a ti o n   (RS CV)  we re   e m p lo y e d   t o   o p ti m ize   m o d e ls.  Be fo re   tu n i n g ,   RF   a c h iev e d   p e rfe c p e rf o rm a n c e   (1 0 0 %   a c c u ra c y ,   9 9 . 8 %   p re c isio n ,   1 0 0 %   re c a l l,   9 9 . 9 %   F 1 ,   1 . 0 0 0   a re a   u n d e c u r v e   ( AUC ) ),   o u tp e rfo rm in g   u n t u n e d   KN (9 9 . 2 %   a c c u ra c y ,   9 6 . 2 %   p re c isio n ,   9 9 . 8 %   re c a ll ,   9 8 . 0 %   F 1 ,   0 . 9 9 7   AU C)  a n d   h y b r id   (9 9 . 8 %   a c c u ra c y ,   9 9 . 1 %   p re c isio n ,   9 9 . 9 %   re c a ll ,   9 9 . 5 %   F 1 ) .   Afte t u n i n g ,   RF   m a in tain e d   sa m e   re su lt s,  c o n fi rm e d   b y   1 0 ×   n e ste d   CV  sta b il it y   (F 1 = 0 . 9 9 9 7 ±0 . 0 0 0 2 a n d   M c Ne m a tes ts  sh o wi n g   e q u iv a len c e   to   RF _ RS CV  ( p = 1 . 0 0 0 0 ).   KN imp r o v e d   m a rg in a ll y   i n   p re c isio n   ( 9 6 . 2 % 9 9 . 8 % b u d e c li n e d   i n   re c a ll ,   wh il e   h y b r i d   d r o p p e d   slig h tl y   a c ro ss   m e tri c s.  P a rti a d e p e n d e n c e   p l o t c o n firm  RF d o m in a n c e   ste m fro m   th re e   k e y   fe a tu re (lu m p _ s u m _ p a y m e n t,   p r o p e rt y _ v a lu e ,   c o - a p p li c a n t _ c re d it _ ty p e ),   v a li d a ted   b y   b u sin e ss   imp a c a n a ly sis  sh o win g   m in ima e rro rs  a g a in st   KN N/ h y b rid .   RF _ G S CV p e rfe c ti o n   re f lec ts  tru e   g e n e ra li z a ti o n ,   n o o v e rfit ti n g ,   e sta b li sh in g   i a th e   p ro d u c ti o n - r e a d y   g o ld   sta n d a rd .   F u tu re   wo r k   c a n   a d d re ss   sta ti c   d a tas e l imitatio n   b y   i n c o rp o ra ti n g   d y n a m ic  ti m e - se ries   d a ta  with   o n li n e   lea rn in g ,   c o n c e p d rift   d e te c ti o n ,   a n d   re a l - ti m e   m a c ro e c o n o m ic fea tu re s to   e n h a n c e   re a l - wo rld   g e n e ra li z a b il it y .   K ey w o r d s :   C o r r elatio n   b ased   f ea tu r s elec tio n   Gr id   s ea r ch   cr o s s - v alid atio n   K - n ea r est n eig h b o r   L o an   d e f au lt   R an d o m   f o r est    R an d o m   s ea r ch   cr o s s - v alid atio n   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 :   I s m ail  I d o wu   Ak u ji   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Facu lty   o f   Scien ce   an d   C o m p u tin g   Ab d u lr asaq   Ab u b ak ar   T o y i n   Un iv er s ity   Ok e - Og b a,   Kwa r State,   Nig e r ia    E m ail: a k u jiis m ah ee l@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   L en d in g   an d   b o r r o win g   am o n g   p eo p le  ar p r ev alen d u e   to   f in an cial  in s ec u r ity   an d   ec o n o m ic  h ar d s h ip ,   p ar ticu lar l y   in   Nig er ia  wh er p o v e r ty   c y cles  p er s is [ 1 ] .   Acc o r d in g   to   [ 2 ] ,   lo an   r eq u est  h as  tr em en d o u s ly   in cr ea s ed   s in ce   th C OVI D - 1 9   p an d em ic,   m ak in g   t h n u m b er   o f   licen s ed   lo an   co m p a n ies  r is in g   to   2 8 4   as  o f   Ma y   2 0 2 4   [ 3 ] .   T h is   s u r g in   d em an d   h as  led   to   s ig n if ican in c r ea s in   lo an   d ef au lts ,   r esu ltin g   in   s u b s tan tial f in an ci al   lo s s es f o r   f in an cial  in s titu tio n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 179 - 1 95   180   L o an   d e f au lt  h as  b ec o m d o m in an is s u e,   r esu ltin g   f r o m   i n ad eq u ate  l o an   m a n ag em en s y s tem s   [ 4 ] ,   h ig h lig h tin g   th n ee d   f o r   f i n an cial  in s titu tio n s   to   im p r o v e   lo an   m a n ag em en t.   L o an   d ef au lt  p r ed ictio n   h as  b ec o m a   cr itical   co n ce r n   f o r   f in an cial  in s titu tio n s   an d   len d er s   wo r ld wid e,   as  d ef au ltin g   o n   lo a n   ca n   lead   to   f in an cial  d is tr ess ,   r ep u tatio n al  d am ag e,   an d   o p er atio n al  d if f icu lties   [ 5 ] .   Mo s o f   th co n v en tio n al  lo a n   p r ed ictio n   m o d els  p r ed o m in a n tly   em p lo y   tr a d itio n al  alg o r it h m s   in clu d in g   r a n d o m   f o r est  ( R F),   d ec is io n   tr ee s   ( DT ) ,   n aïv B ay es ( NB )   an d   s u p p o r t v ec to r   m ac h in es ( SVM s )   [ 6 ] [ 8 ] .     Ad d itio n ally ,   k - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN)   h av e   d em o n s tr ated   s tr o n g   p r ed ictiv p o w er   in   l o an   ap p r o v al  task s ,   with   th e   p o ten tial  to   r ev o lu tio n ize   lo an   ap p r o v al  p r o ce s s es  in   f in a n cial  in s titu tio n s .   r ec en t   s tu d y   b y   [ 9 ]   f o u n d   th at  KNN  o u tp er f o r m ed   o th e r   alg o r ith m s ,   in clu d in g   RF ,   SVM,   lin ea r   r eg r ess io n   ( L R ) ,   a n d   d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   ac h iev in g   o p tim al  ac cu r ac y .   C o n s id e r in g   th ese  r esu lts ,   h y b r id   a p p r o ac h   co m b in in g   KNN  with   R F   ca n   en h an ce   th r o b u s tn ess   o f   lo an   p r ed ictiv m o d els  th r o u g h   KNN s   ab ilit y   to   ca p tu r lo ca p atter n s   in   l o an   d ata  a n d   R F s   ca p ac ity   to   h a n d le  f ea tu r e   in ter ac tio n s   an d   r e d u ce   o v er f itti n g ,   m ak in g   it  v iab le  ap p r o ac h   to   im p r o v o v er all  p er f o r m an ce .   Fu r th er m o r e ,   wh ile   en s em b le   m eth o d s   lik e   R an d   XGBo o s ( XGB)  d o m i n ate  th is   f ield ,   t h ey   o f ten   r ely   o n   g lo b al  p atter n s   an d   m ay   o v er lo o k   lo ca n u an ce s   in   lo an   d ata.   h y b r id   ap p r o a ch   co m b in in g   KNN  with   R ca n   ca p tu r b o th   lo ca p atter n s   ( v ia  KNN s   in s ta n ce - b ased   lea r n in g )   an d   g lo b al  in ter ac tio n s   ( v ia  RF s   en s em b le  ap p r o ac h ) ,   p r o v id in g   m o r e   co m p r eh e n s iv u n d er s tan d in g   o f   l o an   d ef au lt  r is k ,   lead i n g   to   im p r o v e d   m o d el s   r o b u s tn ess .     E x is tin g   s tu d ies  in clu d in g   th o s b y   [ 9 ] [ 1 0 ] ,   o f ten   s u f f e r   f r o m   m an u al  f ea tu r b iases   an d   lack   h y p er p ar am eter   t u n in g .   As  r esu lt,  th is   s tu d y   in tr o d u ce s   th co r r elatio n - b ased   f ea t u r s el ec tio n   ( C B FS )   an d   g r id   s ea r ch   cr o s s - v alid atio n   ( GSC V)   to   p er f o r m   im p o r ta n f ea tu r e   s elec tio n   an d   tu n KNN  an d   R F h y p er p ar am et er s ,   r esp ec tiv ely ,   lead in g   to   im p r o v e d   m o d el.   T h is   s tu d y   ad v an ce s   th ex i s tin g   liter atu r b y   h y b r id izin g   KNN  an d   R F,  wh ile  in teg r atin g   C B FS   an d   GS C to   b u ild   lo an   d ef au lt  p r e d ictio n   m o d el .   T h is   ap p r o ac h   en ab les  m o r ac cu r a te  p r ed ictio n s ,   en h an ce s   o v er a ll   p r ed ictiv p er f o r m a n ce ,   r ed u ce s   f in an cial  r is k ,   an d   o f f er s   an   in n o v ativ e   f r am ewo r k   with   th e   p o ten tial  to   t r an s f o r m   lo a n   d ef au lt   p r ed ictio n   an d   r is k   ass es s m en t in   th f in an cial  s ec to r .   Du to   th s u r g o f   cr ed it  r is k ,   f in a n cial  d is tr ess ,   an d   r ep u tatio n al  d am ag ca u s ed   b y   lo an   d ef a u lt  [ 1 1 ] ,   n u m er o u s   s tu d ies ap p ly   m ac h in lear n in g   f o r   l o an   d ef au lt p r ed ictio n .   Fo r   i n s tan ce ,   R F o u tp er f o r m ed   D T   at  8 0 v s .   7 3 ac cu r ac y   [ 1 2 ] ,   r ea ch ed   9 0 ac cu r ac y   o n   C h in ese  P2 d ata,   an d   9 3 ac cu r ac y ,   9 0 p r ec is io n ,   8 9 % r ec all  [ 1 3 ] .   R F a ls o   b ea ar tific ial  n eu r al  n et wo r k   ( ANN)   with   9 5 % a cc u r a cy ,   9 0 % r ec all,   8 7 F1 - s co r [ 8 ] .   On   th o th er   h an d ,   KNN  ac h iev ed   9 8 . 3 0 ac cu r ac y   with   lo g is tic  r eg r ess io n   [ 1 4 ]   an d   8 8 . 8 9 o u tp er f o r m in g   R ( 8 4 . 4 4 %)   [ 9 ] .   Stack in g   m o d els  lik co n v o l u taio n n eu r al  n etwo r k - o p tim ized   ( 0 . 9 2 3 8   ac cu r ac y ,   0 . 9 1 4 7   a r ea   u n d er   cu r v ( AUC ) )   in   [ 1 5 ] ,   li g h t   g r ad ien b o o s tin g   m eth o d   ( L GB M) +L R   ( 0 . 7 7 2   AUC)  in   [ 1 6 ] ,   L GB ( 0 . 7 3   AUC)  [ 1 7 ] ,   an d   R F+GB+ ex tr em g r a d ien b o o s tin g   ( XGB)  ( u p   to   0 . 9 4 4   AUC)  in   [ 1 8 ] ,   XGB  ( 8 1 . 6 7 ac cu r a cy   [ 1 9 ] 9 0 ac cu r ac y   [ 2 0 ] ) ,   g r ad ien b o o s tin g   ( GB )   ( 8 2 . 4 9 ac cu r ac y   [ 2 1 ] ;   0 . 9 2 4   AUC  [ 2 2 ] ) ,   L GB M+ L STM   ( 8 6 . 8 9 ac cu r ac y )   [ 2 3 ] ,   XGB+L GB ( 9 9 . 8 a cc u r ac y )   [ 2 4 ] ,   an d   GB +X G B +R F ( 8 6 . 2 3 ac cu r ac y )   [ 2 5 ]   s h o wed   g ain s .     C las s ical  an d   en s em b le  m ac h i n lear n in g   alg o r it h m s   l ik K NN  an d   R F,  r esp ec tiv ely   d o m in ate  lo an   d ef au lt  p r ed ictio n   b u t   s u f f e r   f r o m   o v er f itti n g ,   wea k   lo ca p atter n   ca p tu r e ,   an d   i n s u f f icien f ea tu r e   s elec tio n /h y p er p ar a m eter   tu n in g .   E x is tin g   s tu d ies  o v er l o o k   co m p ar is o n   o f   KNN  an d   R F.  T h is   s tu d y   f ills   th ese  g ap s   with   co m p ar ativ s tu d y   o f   R F,  KN N,   an d   h y b r i d   m eth o d s ,   co m b in i n g   p ar am e ter   o p tim izatio n   to   en h an ce   p er f o r m an ce   a n d   en s u r r o b u s t p r ed ictio n   r esu lt.        2.   M E T H O   T h i s   s ec t io n   o u tl in e s   th s t ag es  in   d ev el o p in g   th p r o p o s e d   co m p ar at iv s tu d y   o f   K NN ,   R an d   h y b r id   m e th o d s   f o r   l o an   d ef a u lt   p r ed i ct io n ,   i n t eg r a tin g   C B F f o r   f ea tu r s e le ct io n   an d   GS C V   an d   r a n d o m   s e ar ch   cr o s s - v al id a t io n   ( R S C V )   f o r   p ar am et er   o p tim izatio n   to   b o o s ac cu r a cy   a n d   r o b u s tn e s s   in   f in a n c ial   r i s k   a s s e s s m en t ,   a s   i llu s tr a ted   in   Fig u r 1 .     2 . 1 .     Da t a   a cquis it io n a nd   pr epro ce s s ing   I n   th is   p ap er ,   lo an   d ef au lt  d ataset  is   ac q u ir ed   f r o m   th Ka g g le   r ep o s ito r y   ( h ttp s ://www. k ag g le. co m /d ata s ets/ y as s er h /lo an - d ef au lt - d ataset ),   co n tain in g   1 48 , 6 7 0   i n s tan ce s   an d   3 4   f ea tu r es,  in clu d in g   th ta r g et  f ea tu r e.   T h d ataset  u n d er wen t   v ar io u s   p r e p r o ce s s in g   s tag es   in clu d in g   m is s in g   v alu es  tr ea tm en u s in g   s im p l im p u ter ,   ca teg o r ical  v ar ia b l en co d in g   u s in g   la b el  en co d er ,   tr an s f o r m atio n   u s in g   s tan d ar d   s ca ler ,   a n d   cla s s   b alan cin g   u s in g   s y n th etic  m in o r ity   o v e r s am p lin g   tech n i q u ( SMOT E ) ,   as  r esu lt  o f   a n   im b alan ce d   clas s   d is tr ib u tio n   with   7 5 . 3 6 o f   in s tan ce s   b elo n g in g   to   class   0   an d   2 4 . 6 4 b elo n g in g   to   class   1   as sh o wn   in   Fig u r 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   co mp a r a tive  s tu d o f c l a s s ica l,  b a g g in g ,   a n d   h yb r id   meth o d s   fo r   o p timiz in g   lo a n   …  ( I s ma il I d o w u   A ku ji )   181       Fig u r 1 .   Mo d el   d ev elo p m en p r o ce s s       Af ter   class   b alan cin g ,   th class   d is tr ib u tio n   b ec o m es  5 0 o f   in s tan ce s   in   ea ch   class   as  s h o wn   in   Fig u r 3 .   T h is   class   b alan cin g   o f f e r s   r ed u ce d   b ias  to war d s   n o n - d e f au lt  ca s es   b ec au s t h m o d el   u s in g   t h o r ig in al  d ataset  is   less   lik ely   to   b b iased   to war d s   p r e d ictin g   n o n - d e f au lt  ca s es  ( cla s s   0 ) ,   wh ich   wer p r ev io u s ly   t h m ajo r ity   class .   T h b alan ce d   d ataset  en ab les  m o r ac c u r ate  ass ess m en o f   th r is k   ass o ciate d   with   lo an   d ef a u lt,  en a b lin g   le n d er s   to   m ak e   m o r i n f o r m e d   d ec is io n s .   I n   ad d itio n ,   s ev e n   f ea tu r es  with   th h ig h est  im p o r tan s co r es  w er s elec ted   u s in g   C B FS   t ec h n iq u e ,   s p ec if ically   u s in g   SelectKBe s with   m u tu al_ in f o _ class if   as th s co r in g   f u n ctio n .               Fig u r 2 .   Dis tr ib u tio n   o f   tar g e t f ea tu r b ef o r class   b alan cin g   Fig u r 3 .   Dis tr ib u tio n   o f   tar g e t f ea tu r af ter   class   b alan cin g       2 . 2 .     M o del  dev elo pm ent   us ing   K NN    KN i s   a   n o n - p ar am etr ic ,   s u p er v i s ed   m ac h in le ar n in g   al g o r it h m   th at   c la s s i f i es   a   n ew   d a ta   p o in t   b y   id e n t if y i n g   i t   i s   k   clo s e s n eig h b o r s   in   th tr ai n in g   d a t b a s ed   o n   a   d i s tan ce   m et r i c   an d   a s s ig n in g   th m ajo r i ty   c la s s   lab el   am o n g   th em .   T h p s eu d o co d o f   KNN  is   s h o wn   in   Alg o r ith m   1 .       Alg o rit hm   1 .   P s eudo co de  f o r   im plem ent ing   k - nea re s t   nei g hb o r   Giv en   th tr ain in g   d ataset: { ( x 1 , y 1 )   ,   ( x 2 , y 2 ) ,   ……  ,   ( x m   ,   y m )}   1 .   Sto r th tr ai n in g   s et   2 .   Fo r   ea ch   n ew  u n lab eled   d at a,   a .   C alcu late  E u clid ea n   d is tan c with   all  tr ain in g   d ata  p o in ts   u s in g   th f o r m u la:  ( = 1 ) 2   b .   Fin d   th k -   n ea r est n eig h b o u r s   c Ass ig n   class   co n tain in g   th m ax im u m   n u m b e r   o f   n ea r est n eig h b o u r s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 179 - 1 95   182   R is   an   en s em b le  lear n in g   alg o r ith m   th at  co m b in es  m u lti p le  d ec is io n   tr ee s   to   im p r o v e   p r ed ictio n   ac cu r ac y   an d   r ed u ce   o v er f itti n g .   I n   th is   ar ticle,   n _ esti m ato r s   ( n u m b er   o f   tr ee s )   ar e   s et  to   1 0 0   with   r an d o m _ s tate  s et  to   4 2   to   e n s u r r ep r o d u cib ilit y .   T h p s eu d o co d o f   R F is   s h o wn   in   Alg o r i th m   2 .     Alg o rit hm   2 .   P s eudo co de  f o r   im plem ent ing   ra nd o m   f o re s t   1 .   I n p u t:        -   T r ai n in g   d ataset  D= {( x 1 ,   y 1 ) ,   ( x 2 ,   y 2 ) ,   . . . ,   ( x n ,   y n ) }        -   Nu m b er   o f   tr ee s   T        -   Nu m b er   o f   f ea tu r es m   2 .   Fo r   t=1   t o   T :        -   B o o ts tr ap   s am p lin g : Cre ate  b o o ts tr ap   s am p le  Dt  f r o m   D        -   Gr o a   tr ee :            -   Fo r   ea ch   n o d e:                 -   R an d o m ly   s elec t m   f ea tu r es                 -   Fin d   th b est s p lit f ea tu r an d   v alu e                 -   Sp lit th n o d e   in to   tw o   ch ild   n o d es        -   S to r th tr ee   3 .   Ou tp u t: E n s em b le  o f   T   tr ee s .     T h m o d els  wer f in etu n ed   u s in g   GSC an d   R S C tec h n iq u es.  T h h y p e r p ar am eter   g r id s   f o r   tu n in g   wer d e f in ed   as  f o llo w s f o r   KNN,   th n u m b er   o f   n e ig h b o r s   ( n _ n eig h b o r s )   was  tu n ed   o v e r   [ 3 ,   5 ,   7 ,   9 ,   1 1 ] ,   cv =5 f o r   R F,  th n u m b er   o f   esti m ato r s   ( n _ esti m ato r s )   was   tu n ed   o v er   [ 5 0 ,   1 0 0 ,   2 0 0 ] ,   cv = 5   an d   th e   m ax im u m   d e p th   ( m a x _ d e p th )   was  tu n ed   o v er   [ No n e,   5 ,   1 0 ] f o r   th e   Hy b r id   m o d el,   b o t h   n _ n ei g h b o r s   an d   n _ esti m ato r s   wer tu n ed   o v er   th s am r an g es a s   KNN  an d   R F,  r esp ec tiv ely .       2 . 3 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io n   o f   t he  dev elo ped mo dels   T h ev alu atio n   m etr ics  u s ed   in clu d ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   f 1 - s co r e,   a n d   r ec ei v er   o p er atin g   ch ar ac ter is tics   ( R OC )   cu r v m etr ics.  Acc u r ac y   ca lcu lates  th p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   p r ed icted   o u tco m es,   ex p r ess ed   as  a   p er ce n tag e,   u s in g   a   s p ec if ic  f o r m u la   to   q u an tify   its   v alu e.   Acc u r ac y   is   m ath em atica lly   r ep r esen ted   as f o llo ws:           =    +         +      +      +      ( 1 )     Mo r eo v er ,   p r ec is io n   ca lcu late s   th p r o p o r tio n   o f   c o r r ec tly   p r ed icted   p o s itiv in s tan ce s   o u o f   all   p r ed icted   p o s itiv e   in s tan ce s ,   p r o v id in g   m ea s u r o f   e x ac tn e s s .   I t c an   b d eter m i n ed   v ia:         =     +    ( 2 )     R ec all  m ea s u r es th m o d el s   ab ilit y   to   d etec t   ac tu al  lo an   d ef au lts .   Ma th em atica lly ,       R e c a l l   = TP TP   + FN   ( 3 )     F1 - Sco r b alan ce s   p r ec is io n   a n d   r ec all.   Ma th em atica lly ,     F1 s c or e     = 2   ×     ×      +      ( 4 )     W h er e,   T P,  T N,   FN ,   an d   FP   d en o te  tr u p o s itiv e,   tr u n e g ati v e,   f alse n eg ativ a n d   f alse p o s itiv e,   r esp ec tiv ely L astl y ,   th R O C   cu r v will   b p lo tted   u s in g   th tr u p o s itiv r ate  ( T PR )   ag ain s t   th f alse  p o s itiv r ate  ( FP R )   at  d if f er en t th r esh o ld s .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   3 . 1 .     Resul t s   o f   da t a   prepro ce s s ing     T h lo an   d ataset  co n tain s   n o n - ca teg o r ical   f ea tu r es,   m ak in g   it  im p e r ativ to   p r e p r o ce s s   it  to   b s u itab le  f o r   m o d el  d e v elo p m e n t.  Hen ce ,   th is   s tu d y   em p l o y e d   L ab el   E n co d er   to   tr a n s f o r m   th d ataset  i n to   a   s u itab le  f o r m at.   T h en c o d e d   f ea tu r es,  alo n g   with   t h eir   co r r esp o n d in g   p r o ce s s   v alu es ,   ar v is u alize d   in     Fig u r 4 ,   s h o wca s in g   th tr an s f o r m atio n   o u tco m e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   co mp a r a tive  s tu d o f c l a s s ica l,  b a g g in g ,   a n d   h yb r id   meth o d s   fo r   o p timiz in g   lo a n   …  ( I s ma il I d o w u   A ku ji )   183       Fig u r 4 .   L a b el  en co d in g   o f   th ca teg o r ical  v ar ia b les an d   th e ir   co r r esp o n d in g   v alu es       Han d lin g   m is s in g   v alu es  is   c r u cial  asp ec o f   d ata  p r ep r o ce s s in g   b ec au s it  ca n   s ig n if ican t ly   im p ac th p er f o r m an ce   a n d   r eliab ilit y   o f   m ac h in lear n i n g   m o d e ls ,   p o ten tially   lead in g   t o   b iased   r esu lts ,   r ed u ce d   m o d el  p er f o r m a n ce ,   an d   lo s s   o f   v alu a b le  in f o r m a tio n   if   n o p r o p er l y   ad d r ess ed .   T h s im p l im p u ter   tech n iq u e   is   u s ed   in   th is   s tu d y   to   h a n d le  m is s in g   v alu an d   t h p r o ce s s   an d   r esu lt a r s h o wn   in   T a b le  1 .     Ad d itio n ally ,   as  p ar o f   th d ata  p r ep r o ce s s in g   is   th s elec t io n   o f   im p o r ta n f ea tu r es.  I n   th is   s tu d y ,   s ev en   f ea tu r es  m et  th e   cr iter ia   s et  ( th r esh o ld   >= 0 . 2 5 )   f o r   th e   s elec tio n   o f   im p o r tan f e atu r e s   u s in g   C B FS .   T h s elec ted   f ea tu r es,  s h o wn   in   Fig u r 5   ar f o u n d   t o   h a v th h ig h est  c o r r elatio n   co ef f i cien to   th e   tar g et   v ar iab le.   T h f ea tu r es  ar e:   Up f r o n t _ ch ar g es I n ter est_ r ate_ s p r ea d ,   p r o p er ty _ v alu e co - ap p lican t_ cr ed it _ ty p e lu m p _ s u m _ p ay m en t Neg _ am m o r tizatio n an d   s u b m is s io n _ o f _ ap p licatio n .         T ab le  1 .   R esu lts   o f   s im p le  im p u ter   f o r   m is s in g   v alu es tr ea tm en   F e a t u r e s   B e f o r e   i mp u t a t i o n   A f t e r   i m p u t a t i o n   S u o f   mi ssi n g   v a l u e s   N u mb e r   o f   mi ss i n g   v a l u e s       r a t e _ o f _ i n t e r e s t   3 6 4 3 9   1 1 2 2 3 1   36439 112231   0   I n t e r e st _ r a t e _ sp r e a d   3 6 6 3 9   1 1 2 0 3 1   36639 112031   0   U p f r o n t _ c h a r g e s   3 9 6 4 2   1 0 9 0 2 8   39642 109028   0   t e r m   41   1 4 8 6 2 9   41 148629   0   p r o p e r t y _ v a l u e   1 5 0 9 8   1 3 3 5 7 2   15098 133572   0   i n c o m e   9 1 5 0   1 3 9 5 2 0   9150 139520   0   LTV   1 5 0 9 8   1 3 3 5 7 2   15098 133572   0   d t i r 1   2 4 1 2 1   1 2 4 5 4 9   24121 124549   0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 179 - 1 95   184         Fig u r 5 .   Featu r es  im p o r tan ce   s co r es o f   th s elec ted   f ea tu r es       3 . 2 .     Resul t s   o f   m o dels   perf o rm a nce  ev a lua t io n wit ho ut  hy perpa ra m et er   t un ing     3 . 2 . 1 .   Resul t s   o f   k - nea re s t   ne ig hb o m o del    T h co n f u s io n   m at r ix   s h o wn   in   Fig u r 6   s h o ws  th at  th e   KNN  ac h iev ed T P=7 3 1 5 ,   T N= 2 2 1 1 8 ,   FP =2 8 8 ,   FN=1 3 ,   r e p r esen tin g   2 9 , 4 3 3   c o r r ec class if icatio n s   an d   3 0 1   m is class if icatio n s .   B ased   o n   th co n f u s io n   m atr ix   in   Fig u r 6 ,   t h f o llo win g   m etr ics ca lcu latio n s   ca n   b d er iv e d :       :    +       +      +      +      = 7315 +   2 94 3 3 7315 +   2 94 3 3 +   288 +   13     0 . 992        :     +      = 7315 7315 +   288     0 . 962        :     +    = 7315 7315 +   13   0 . 998       1  :   2   ×    ×        +      =   2   × 0 . 96 2 ×   0 . 9 98 0 . 96 2   +   0 . 998   0 . 980             Fig u r 6 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   th KNN  m o d el  r esu lt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   co mp a r a tive  s tu d o f c l a s s ica l,  b a g g in g ,   a n d   h yb r id   meth o d s   fo r   o p timiz in g   lo a n   …  ( I s ma il I d o w u   A ku ji )   185   3 . 2 . 2 .   Resul t s   o f   ra nd o m   f o r est  m o del   T h co n f u s io n   m atr ix   s h o wn   i n   Fig u r 7   s h o ws  th at  th R F   ac h iev ed T P=7 3 2 6 ,   T N= 2 2 3 9 4 ,   FP =1 2 ,   FN=2 ,   r ep r esen tin g   2 9 , 7 2 0   c o r r ec class if icatio n s   an d   1 4   m i s class if icatio n s .   B ased   o n   th co n f u s io n   m atr ix   in   Fig u r 7 ,   th e   f o llo win g   m etr ic s   ca lcu latio n s   ca n   b d er i v ed       :    +       +      +      +      = 7326 +   2 2 3 94 7326 +   2 2 3 94 +   12 +   2     1 . 000        :     +      = 7326 7326 +   12     0 . 998        :   :     +    =   7326 7326 +   2   1 . 000       1  :   2   ×     ×        +      =   2   × 0 . 998 ×   1 . 000 0 . 998 +   1 . 000   0 . 999             Fig u r 7 C o n f u s io n   m atr i x   o f   th R m o d el  r esu lt       3 . 2 . 3 .   Resul t s   o f   t he  hy brid  K NN - RF   m o del     T h co n f u s io n   m atr i x   s h o wn   in   Fig u r 8   s h o ws  th at  th e   h y b r id   KNN+ R ac h iev ed T P=7 3 2 4 ,   T N= 2 2 3 4 2 ,   FP =6 4 ,   FN=4 ,   r ep r esen tin g   2 9 , 6 6 6   co r r ec t c lass i f icatio n s   an d   6 8   m is class if icat io n s .             Fig u r 8 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   th h y b r id   KNN+ R m o d el  r e s u lt     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 179 - 1 95   186   B ased   o n   th co n f u s io n   m atr i x   in   Fig u r 8 ,   th f o llo win g   m et r ics ca lcu latio n s   ca n   b d e r iv e d       :    +       +      +      +      = 7324 +   2 2 3 4 2 7324 +   2 2 3 4 2 +   64 +   4     0 . 998        :     +      = 7324 7324 +   64     0 . 991        :     +    = 7324 7324 +   4   0 . 999       1  :   2   ×     ×        +      =   2   × 0 . 991   ×   0 . 999 0 . 991   +   0 . 999   0 . 995       Fu r th er m o r e ,   th e   AUC - R O C   s co r o f   th KNN  r esu lted   in   0 . 9 9 7 ,   w h ile  R an d   h y b r i d   KNN+ R F   r esu lted   in   1 . 0 0 0 ,   in d icatin g   s tr o n g   m o d el  p er f o r m a n ce .   T h R OC   cu r v is   r ep r esen ted   in   Fig u r 9 .   T a b le  2   co m p ar es  t h p er f o r m an ce   o f   th th r ee   m ac h in lear n in g   m o d els - KNN,   R F,  an d   Hy b r id   KNN+ R F - ac r o s s   v ar io u s   m etr ics.  T h R m o d el  o u tp er f o r m s   th e   o th er s   wit h   1 0 0 ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e,   an d   th h ig h est  R OC - AU C   s c o r e.   Ho wev er ,   it   i s   th KNN  m o d el  th at   i s   th s lo west  to   tr ain   ( 5 1 . 5 4   s ec o n d s ) ,   wh ile  th R m o d el  is   th f as t est  ( 0 . 9 4   s ec o n d s ) .   T h h y b r id   m o d el  b alan ce s   p er f o r m an ce   an d   s p ee d   b u d o es   n o s u r p ass   th R m o d el s   a cc u r ac y .   Ov e r all,   th R m o d el  is   th b est  ch o ice  f o r   th is   task   d u t o   it   i s   h ig h   p er f o r m an ce   an d   f ast  tr ain in g   tim e.   T h h y b r id   m o d el  co u ld   b an   alter n ati v e,   o f f er in g   b alan ce   b etwe e n   KNN  an d   R F st r en g th s .             Fig u r 9 .   R OC   cu r v o f   th K NN,   R F,  an d   h y b r i d   m o d el       T ab le  2 .   C o m p a r is o n   o f   th K NN,   R F a n d   h y b r id   KNN+ R m o d els    M e t r i c   K N N   RF   H y b r i d   K N N + R F   A c c u r a c y   9 9 . 2 %   1 0 0 %   9 9 . 8 %   P r e c i s i o n   9 6 . 2 %   9 9 . 8 %   9 9 . 1 %   R e c a l l   9 9 . 8 %   1 0 0 %   9 9 . 9 %   F1 - S c o r e   9 8 . 0 %   9 9 . 9 %   9 9 . 5 %   R O C - AUC   0 . 9 9 7   1 . 0 0 0   1 . 0 0 0   Tr a i n i n g   T i me   5 1 . 5 4 2 7 6 6   0 . 9 4 1 2 1 8   4 0 . 6 1 2 2 4 1   M e m o r y   ( M b )   4 3 5 . 7 3 8 2 8 1   4 3 5 . 7 6 1 7 1 9   4 3 5 . 7 7 3 4 3 8       3 . 3 .     Resul t s   o f   m o dels   perf o rm a nce  ev a lua t io n wit h t un ing   ( G SCV  a nd   RSCV)   3 . 3 . 1 .   Resul t s   o f   t un ed  m o dels   wit h G SCV    T h co n f u s io n   m atr ix   s h o w n   in   Fig u r 1 0   s h o ws  th at  th KNN+ GS C ac h iev ed :   T P=7 3 1 7 ,   T N= 2 2 1 7 5 ,   FP =1 1 ,   FN=2 3 1 .   Fu r th er m o r e,   Fig u r e   1 1   r ev ea ls   th at  R F+G SC ac h iev e d   T ( 7 3 2 8 ) ,   T N   ( 2 2 3 9 4 ) ,   FP   ( 1 2 ) ,   FN  ( 0 )   an d   in   Fig u r 1 2 ,   h y b r id +G SC ac co u n ted   f o r   T ( 7 3 2 3 ) ,   T ( 2 2 2 8 8 ) ,   FP   ( 1 1 8 ) ,   FN ( 5 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       A   co mp a r a tive  s tu d o f c l a s s ica l,  b a g g in g ,   a n d   h yb r id   meth o d s   fo r   o p timiz in g   lo a n   …  ( I s ma il I d o w u   A ku ji )   187           Fig u r 1 0 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th KNN_ GSC m o d el  r esu lt   Fig u r 1 1 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th R F_ GSC m o d el  r esu lt           Fig u r 1 2 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th h y b r id _ GSC m o d el  r esu lt       T h m o d els   r esu lts   with   GSC f r o m   co n f u s io n   m atr ices   Fig u r 1 0 - 1 2   a r p r esen ted   in   T ab le   3 ,   with   R F_ GS C b ein g   th b est m o d el,   f o llo wed   b y   Hy b r id _ GSC V.         T ab le  3 .   C o m p a r is o n   o f   th K NN,   R F a n d   h y b r id   with   GSC   M e t r i c   K N N _ G S C V   TP ( 7 3 1 7 ) ,   TN   ( 2 2 1 7 5 ) ,     F P   ( 1 1 ) ,   F N   ( 2 3 1 )   R F _ G S C V   TP ( 7 3 2 8 ) ,   TN   ( 2 2 3 9 4 ) ,     F P   ( 1 2 ) ,   F N   ( 0 )   H y b r i d _ G S C V   TP ( 7 3 2 3 ) ,   TN   ( 2 2 2 8 8 ) ,   F P   ( 1 1 8 ) ,   F N   ( 5 )   A c c u r a c y :       +       +      +      +      9 9 . 2 %   1 0 0 %   9 9 . 6 %   P r e c i s i o n :         +      9 9 . 8 %   9 9 . 8 %   9 8 . 4 %   R e c a l l     +      9 6 . 9 %   1 0 0 %   9 9 . 9 %   F1 - S c o r e :   9 8 . 4 %   9 9 . 9 %   9 9 . 2 %   R O C - A U C :     ×     ×         +       0 . 9 9 7   1 . 0 0 0   1 . 0 0 0   Ti me   2 2 . 1 0 4 9   0 . 5 9 5 4   2 2 . 4 5 1 0       3 . 3 . 2 .   Resul t s   o f   t un ed  m o dels   wit h RSCV    Fig u r e s   1 3 - 1 5   r e v ea ls   th co n f u s io n   m atr ices  o f   th m o d els  af ter   tu n in g   with   R SC V.   T h r esu lts   ar e   as  f o llo w:  KNN_ R SC V:  T ( 7 3 1 7 ) ,   T N   ( 2 2 1 7 5 ) ,   FP   ( 1 1 ) ,   FN  ( 2 3 1 ) ;   R F_ R SC V:   T ( 7 3 2 8 ) ,   T ( 2 2 3 9 4 ) ,   FP   ( 1 2 ) ,   FN ( 0 ) ; H y b r id _ R SC V:  T P ( 7 3 2 3 ) ,   T ( 2 2 2 8 8 ) ,   FP   ( 1 1 8 ) ,   FN ( 5 ) .   T h m o d els   r esu l ts   with   RS C f r o m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 179 - 1 95   188   co n f u s io n   m atr ices  in   Fig u r e s   1 3 - 1 5   ar p r esen ted   i n   T ab le  4 ,   with   R F_ R S C b ein g   th b e s m o d el,   f o llo we d   b y   Hy b r id _ R SC V.               Fig u r 1 3 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th KNN_ R SC m o d el  r esu lt   Fig u r 1 4 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th R F_ R SC m o d el  r esu lt                 Fig u r 1 5 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th h y b r id _ R SC m o d el  r esu lt       T ab le  4 .   C o m p a r is o n   o f   th K NN,   R F a n d   Hy b r id   with   R SC   M e t r i c   K N N _ R S C V   TP ( 7 3 1 7 ) ,   TN   ( 2 2 1 7 5 ) ,     F P   ( 1 1 ) ,   F N   ( 2 3 1 )   R F _ R S C V   TP ( 7 3 2 8 ) ,   TN   ( 2 2 3 9 4 ) ,   F P   ( 1 2 ) ,   F N   ( 0 )   H y b r i d _ R S C V   TP ( 7 3 2 3 ) ,   TN   ( 2 2 2 8 8 ) ,   F P   ( 1 1 8 ) ,   F N   ( 5 )   A c c u r a c y :      +       +      +      +      9 9 . 2 %   1 0 0 %   9 9 . 6 %   P r e c i s i o n :       +      9 9 . 8 %   9 9 . 8 %   9 8 . 4 %   R e c a l l     +      9 6 . 9 %   1 0 0 %   9 9 . 9 %   F1 - S c o r e :     9 8 . 4 %   9 9 . 9 %   9 9 . 2 %   R O C - A U C :     ×     ×         +       0 . 9 9 7   1 . 0 0 0   1 . 0 0 0   Ti me   2 0 . 8 6 7 2   0 . 9 8 6 4   2 1 . 9 3 1 4       Ad d itio n ally ,   th AUC - R O C   cu r v o f   th m o d els  with   G C SV  an d   R S C p r esen ted   in   Fig u r 1 6   r ev ea ls   th at  th GSC an d   RS C ac h iev ed   th s am r esu lts   ac r o s s   th m etr ics.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.