Vector bundle constraint for particle swarm optimization and its application to active contour modeling

Active contour modeling (ACM) has been shown to be a powerful method in object boundary extraction. In this paper, a new ACM based on vector bundle constraint for particle swarm optimization (VBCPSO-ACM) is proposed. Different from the traditional particle swarm optimization (PSO), in the process of velocity update, a vector bundle is predefined for each particle and velocity update of the particle is restricted to its bundle. Applying this idea to ACM, control points on the contour are treated as particles in PSO and the evolution of the contour is driven by the particles. Meanwhile, global searching is shifted to local searching in ACM by decreasing the number of neighbors and inertia. In addition, the addition and deletion of particles on the active contour make this new model possible for representing the real boundaries more precisely. The proposed VBCPSO-ACM can avoid self-intersection during contour evolving and also extract inhomogeneous boundaries. The simulation results proved its great performance in performing contour extraction.     

基于混沌思想的粒子群优化算法及其应用

提出一种基于混沌思想的粒子群优化(CPSO)算法,它利用粒子群优化算法收敛速度快和混沌运动遍历性、随机性等特点,对原粒子群优化算法进行了改进.在算法的初始化阶段,对粒子的位置混沌初始化;在算法运行过程中,根据群体适应度方差来自适应地对粒子的位置进行混沌更新.对几种典型函数的测试结果表明:CPSO算法提高了对多维空间全局搜索能力,并有效避免早熟收敛现象.应用在作为高频段电容标准的四端对电容器计量中,仿真结果与实测值基本一致,也证明了该算法的有效性和实用性.     

改进的粒子群算法及在结构优化中的应用

粒子群算法（PSO）是一种有效的演化算法。将免疫算法中浓度的概念引入粒子群算法中，提出了一种基于浓度概念的竞争排挤粒子群算法；并提出了基于样本方差的种群多样性指标，用以定量的描述种群多样性。这种改进的粒子群算法增加了粒子群的种群多样性，提高了算法的全局搜索能力。最后将本文的算法应用于梁结构和桁架结构优化设计，验证了算法的有效性。     

改进粒子群优化神经网络及其在产品质量建模中的应用

针对传统神经网络优化算法易陷入局部最优值的问题,在标准粒子群算法的基础上,对粒子速度与位置更新策略进行改进,提出一种基于改进粒子群优化算法的BP神经网络建模方法. 使用sinc函数、波士顿住房数据及某钢厂带钢热镀锌生产的实际数据进行验证. 结果表明,与标准的反向传播神经网络和支持向量机相比,基于改进粒子群优化的神经网络模型可以有效提高预测精度.     

基于约束粒子群优化的克里金插值算法

针对常规克里金插值算法中的不足之处,通过改变粒子群算法中粒子多样性,结合地质变量的特征和数据特征,提出了一种改进的插值方法——基于约束粒子群优化的克里金插值算法,在粒子群优化过程中,通过高斯变异、样本点权重系数设定、搜索范围约束等方式提高了插值精度。实验结果表明:基于约束粒子群优化的克里金插值算法可以获得高精度的插值效果,优于常规的克里金插值。     

禁忌粒子群算法

针对基本粒子群算法容易陷入局部最优的缺点,将禁忌搜索算法中的禁忌思想与粒子群算法结合,提出了一种新的粒子群算法——禁忌粒子群算法(TPSO)。该算法将粒子群算法找到的当前最优值禁忌一段时间后再释放,以此避免算法陷入局部最优,即使算法暂时陷入局部最优,该算法跳出局优的能力也很强。实验表明,TPSO在收敛速度以及收敛精度方面都比基本粒子群算法有了很大程度的提高,特别对于多极值问题搜索效果非常好,可以很好的解决算法陷入局部最优的问题。     

基于粒子群优化算法的模式分类规则获取

提出了基于粒子群优化的规则提取算法．该算法将规则编码为粒子,通过粒子群优化算法的速度-位移搜索模型以及粒子保存的记忆信息指导生成模式分类规则集．算法用于Iris数据集模式分类规则的提取．与其他规则提取方法比较,该算法在提高分类规则正确率的同时减少了计算费用．     

基于粒子群优化的主动悬架PID控制策略

针对汽车主动悬架比例-积分-微分控制器(proportional-integral-derivative,PID)参数选择问题,传统PID控制参数整定具有一定的盲目性.设计了粒子群优化算法,目标函数根据悬架性能指标建立,利用粒子群优化算法,优化了PID控制器中的参数.结果表明,与优化前PID控制的主动悬架相比,采用粒子...     

动态速度限制粒子群算法及其应用

根据梯级水电站优化调度特点,建立了粒子群算法求解多阶段最优化问题数学模型。针对基本粒子群算法早期存在精度较低、易发散等缺点,后期出现"趋同性"和"早熟"等现象,从算法参数方面对基本粒子群算法进行改进,提出了动态速度限制粒子群算法并与基本粒子群算法、改进型粒子群算法分别在雅砻江梯级水库群优化调度中应用,通过对其优化结果的比较,验证了改进策略在提高算法求解精度和收敛性能方面的有效性。     

粒子群优化算法在定量结构活性相关性研究中的应用

粒子群优化(PSO)算法是一种新兴的优化技术，该算法简单易实现，可调参数少，已广泛应用于许多研究领域，但PSO在化学中的应用还非常少．介绍了粒子群优化算法和改进的离散粒子群优化算法的基本原理，同时结合作者科研组的工作，将其在化学构效关系研究中的应用给予简述．     

粒子群优化算法在TDOA定位中的应用

提出了接收端在空间随机分布时,利用粒子群优化算法解决TDOA定位估计中遇到的非线性最优化问题.针对TDOA定位方式,该算法首先初始化一个随机粒子群,然后根据适应度值更新粒子速度和位置,通过迭代搜索最佳坐标.仿真结果表明,在参数设定合理的情况下,该算法性能稳定,能找到逼近全局最优点的解,相对于其他算法精度更高.     

基于樽海鞘群与粒子群混合优化算法的特征选择

针对现有特征选择方法中存在的收敛速度慢和计算效率低等问题,提出了一种基于樽海鞘群与粒子群优化的混合优化(hybrid optimization of salp swarm algorithm and particle swarm optimization,HOSSPSO)特征选择方法,该方法在樽海鞘群算法(salp swarm algorithm,SSA)的基础上,引入粒子群优化(particle swarm optimization,PSO),提高了SSA的收敛速度,改进了探索和开发步骤的效率,增加了解空间更多的灵活性和多样性,使得方法能够迅速获得全局最优值.为了验证算法的性能,在2个实验序列上进行了测试:第一个实验序列使用基准函数,将HOSSPSO与标准SSA、PSO进行了比较;第二个实验序列采用不同的UCI数据集,通过提出的算法确定最佳特征集.实验结果表明,相比于其他优化算法,HOSSPSO的性能更具优势,在多项评估指标中获得较好的效果,能以极少量的特征获得最大的分类精度.     

基于PSO的BP网络在3D动漫造型评价中的应用

针对标准BP神经网络易陷入局部极小值的问题,本文结合全局随机搜索最优解的粒子群优化算法,建立了一种3D动漫造型评价模型,并将其应用到3D动漫造型的生成过程。该模型充分利用粒子群算法的全局寻优特性,优化BP网络的权值和阈值,使网络的均方误差小于或等于目标设定值。实验结果表明,本文方法在保证BP网络能收敛到全局最优解的前提下,加快了BP网络的收敛速度和收敛精度,并在3D动漫造型的进化中具有较好的评价性能,提高了造型的生成质量。     

基于改进粒子群算法排课问题研究

排课问题属于背包问题中具有重要实用价值的一类优化组合难题,描写了如何利用粒子群算法解决排课中的多种冲突.但由于粒子群算法有收敛速度慢且易收敛于局部最优的缺点,针对排课问题中最优解的分布特点,对粒子群算法进行了改进.改进后的算法与传统算法相比有着较高的收敛速度和计算精度,可以在解空间内高效地寻找到全局最优解.     

面向单目标优化的集成粒子群算法

串行粒子群算法广泛应用于多个领域,出现了多个变种,但解决不同种类的优化问题时性能有差异.为提高串行粒子群算法对各种优化问题的适应能力,提出一种集成粒子群优化算法.新算法使用Matlab的单程序多数据并行结构发挥单节点多核计算能力,通过设置外部档案分享不同粒子群的全局最佳位置,促进不同串行粒子群算法之间的信息交流,综合利用不同串行粒子群算法在解决不同类型优化问题的优势.在广泛使用的测试函数集上开展仿真实验,结果验证了新算法的有效性,与多个知名的串行粒子群算法相比,新算法在寻优性能上优势明显.新算法不仅能够提高粒子群算法的适应能力,而且,所采用的算法框架也适应于其他群智能算法,改善了算法的性能.     

约束优化问题的改进粒子群优化算法

提出一种求解约束优化问题的改进粒子群优化算法.该算法更多地考虑了当前全局最优粒子和个体最优粒子对粒子群搜索能力的影响,对速度更新公式做了改进;然后利用修正的可行基规则来更新个体极值和全局极值,从而引导不可行粒子尽可能到达可行的区域,以增加种群的多样性和提高全局搜索能力.数值实验表明,该算法是有效、稳定且计算精度高的全局...     

基于粒子群优化算法的多模态医学图像刚性配准

提出了一种基于轮廓特征点及利用PSO(粒子群优化)求解多模态医学图像自动配准新方法．首先采用数学形态学中腐蚀和膨胀算法对图像进行预处理,用区域生长法提取图像的边缘;再用subtractive聚类算法提取出轮廓特征点,将两个特征点集的均方根极小值作为配准准则,然后用PSO算法求解空间变换参数．该算法适用于多模态医学图像配准,与其他算法相比,PSO算法具有操作方便、可靠性好、不易陷入局部极值等优点。     

基于改进粒子群算法的球磨机运行优化

为了降低制粉系统球磨机的能耗率,对球磨机进行了运行优化的研究.在运行优化过程中,为了获得运行优化的目标模型,运用支持向量回归机对制粉出力进行了软测量建模,实现了制粉出力的在线软计算,得到了制粉单耗的计算模型.在此基础上,将混沌遍历的思想引入粒子群优化算法,提出了一种新的混沌遍历粒子群算法,该改进粒子群算法具有较快的搜索速度及全局收敛的特点.将该改进粒子群算法用于球磨机运行目标的优化从而获得最佳运行参数值.研究结果表明,运用所建立的运行优化目标模型及改进的优化算法可以获得球磨机的最佳运行优化参数,该研究具有重要的工程应用价值.     

基于粒子群优化算法的FIR数字滤波器设计

探讨FIR数字滤波器设计的粒子群优化算法及其实现.它根据预期频率特性的设计要求,建立优化模型,并通过快速粒子群算法求解其优化值.所得的序列使对应FIR滤波器较好地满足了预期频率特性指标,设计方法简单实用,具有很高的灵活性和鲁棒性.并且较遗传算法有更快的收敛速度,数值实验表明了本方法的有效性.     

基于粒子群优化核独立分量的特征降维算法及其应用研究

大型复杂装备的工作过程均表现出较强的非线性,并且受非高斯噪声和各种不确定因素的影响,导致状态监测信息多是高维的非线性、非高斯数据,且计算量随信息维数呈指数增长,若直接用于预测模型则导致计算量异常庞大,不利于完成模型参数估计和实现实时维修。针对上述问题,对核独立分量分析算法中关于核函数参数选择的盲目性,提出了用粒子群优化算法改进核参数选择过程的核独立分量分析算法,实现了高维状态信息的降维。最后,通过对某自行火炮发动机油液监测数据进行特征降维实例分析,验证了所提方法的可行性与有效性。