基于改进量子进化算法的图像水印算法

针对经典量子进化算法及其在图像水印算法中的应用有嵌入容量较小等问题,提出了一种基于改进量子进化算法的图像水印算法,对经典量子进化算法作了两方面的改进,一是将表示量子染色体的量子比特概率幅修改为量子角,并在此基础上对量子旋转门旋转策略作了相应的修改;二是子群优化,每个子群相对独立地执行量子进化算法.实验结果表明:改进后的算法不但简化了量子染色体的表达,还依靠子群优化达到了算法并行性优化的目的,嵌入点的选择与嵌入策略也使得算法有较大的嵌入容量,该算法产生的含水印图像有较高的视觉质量且鲁棒性好.     

基于学习的并行免疫量子进化算法及收敛性

提出了基于学习的多宇宙并行免疫量子进化算法,算法中将种群分成若干个独立的子群体,称为宇宙。宇宙内采用免疫量子进化算法,宇宙间采用基于学习机制的移民、模拟量子纠缠的种群交叉等信息交互方式,使得进化算法具有更好的种群多样性,更快的收敛速度和全局寻优能力。不仅从理论上证明了该算法的收敛,而且通过仿真实验表明了该算法的优越性。     

基于进化规划算法的背包问题求解研究

背包问题是一个具有较强应用价值的NP完全问题.如何设计求解此类问题的算法,则具有很强的实用价值和理论意义.目前已有很多的求解方法,但背包问题并没有完全解决.本文在启发式算法的理论基础上,改进了进化规划算法求解背包问题,此方法简单通用、易于操作.数值实验表明该方法具有较高的准确率,能较快的收敛到全局最优点.     

量子免疫算法及在0-1背包问题中的应用

将免疫算法的免疫算子思想引入到量子遗传算法中,提出了改进的算法:量子免疫算法。算法在保持量子遗传算法优点的同时,提高了算法的全局收敛性。并将此算法应用在0-1背包问题中,仿真结果表明,此改进算法具有良好的性能。     

基于改进量子进化算法的稀疏特征提取方法

特征提取是进行模式识别的关键环节,利用稀疏分解将信号表达为具有一定结构特征的原子组合,为提取信号内部特征信息提供了一种有效途径.本文提出基于改进量子进化算法的稀疏特征提取方法,利用改进量子进化算法的并行性和全局搜索能力,使信号在过完备的原子库上实现快速精确的稀疏分解.对过完备的原子库进行量子比特概率幅编码,通过量子比特的交叉进化-变异操作更新原子库,以信号残差与原子的内积作为量子进化目标函数,筛选出最具信号结构特征的原子,凭借稀疏重构实现信号的特征提取.仿真信号和故障轴承振动信号的稀疏特征提取结果表明了所提方法的有效性和优越性.      

基于改进量子进化算法的末端配送任务动态分配模型

大多数物流快递企业的配送业务末端会按照固定的配送服务区进行配送任务分配,无法针对变化频繁、分布不均的动态配送需求进行合理的配送资源设置,造成了各个末端配送节点工作负荷不均衡的现象,并进一步导致了配送调度管理混乱等问题。针对末端配送任务分配问题建立了一种考虑配送成本,资源利用率以及工作量配比差异的配送任务分配模型,对量子进化算法进行改进。对此问题求解,提出采用量子群稳定度作为算法退出判定条件,来避免算法的早退与无效迭代问题,并引入量子变异与淘汰机制,加强了算法对可行解的搜索能力。实验结果表明,与按配送区进行分配的方案相比,算法给出的方案有效缓解了配送任务分配不均的现象,同时也有效降低了总体配送成本。相关模型和算法可以根据动态的配送需求合理地分配各个末端网点的配送任务,有助于配送业务的下一步配送路径优化和科学调度。     

采用群体统计学习的量子进化算法

针对传统量子进化算法采用精英个体作为吸引子,存在种群学习范围窄、优秀基因易丢失的缺陷,提出了一种采用群体统计学习的量子进化算法.该算法抛弃了传统量子进化算法中的精英保留策略,通过截断、比例、竞赛选择等方式对进化过程中优秀群体统计分析后构建整个种群的吸引子,避免了以单一个体为单位的学习方式,能较为全面地从整个优秀种群学习知识,并保留群体的优秀基因信息.同时,吸引子每代更新,避免了采用精英保留策略易陷入局部极值的问题.通过测试实验表明,提出的算法搜索精度和效率提高,收敛速度更快,算法综合性能提高.     

基于量子差分进化算法的神经网络优化方法

一般的神经网络的结构是固定的,在实际应用中容易造成冗余连接和高计算成本。该文采用了协同量子差分进化算法(cooperative quantum differential evolution algo-rithm,CQGADE)以同时优化神经网络的结构和参数,即采用量子遗传算法(quantum genetic algorithm,QGA)来优化神经网络的结构和隐层节点数,采用差分算法来优化神经网络的权值。训练后的神经网络的连接开关能有效删除冗余连接,算法的量子概率幅编码和协同机制可以提高神经网络的学习效率、逼近精度和泛化能力。仿真实验结果表明:用训练后的神经网络预测太阳黑子和蒸汽透平流量具有更好的预测精度和鲁棒性。     

基于量子的免疫进化算法及收敛性

分析和探讨了量子计算的特点及免疫进化机制,并结合免疫系统的动力学模型和免疫细胞在自我进化中的亲和度成熟机理,提出了一种基于量子计算的免疫进化算法。该算法使用量子比特表达染色体,通过免疫克隆、记忆细胞产生和抗体相似性抑制等进化机制可最终找出最优解,它比传统的量子进化算法具有更好的种群多样性、更快的收敛速度和全局寻优能力。在此不仅从理论上证明了该算法的收敛,而且通过仿真实验表明了该算法的优越性。     

量子进化算法和免疫算法的比较研究

量子进化算法和免疫算法都是解决优化问题的强有力算法,.在分析了量子进化算法搜索的特点和免疫算法的机理基础上,对它们进行了比较,阐明了了二者的不同特点,并通过仿真实例总结出它们在求解多峰值函数优化问题上各自的优缺点.     

一种正交量子进化算法

提出一种基于正交试验设计的量子进化算法.通过正交试验设计方法找到最有效的优秀个体知识组合,利用基于正交试验因素分析的约束修补算子对知识组合进行修补,并将获得的知识组合作为量子群体的吸引子.同时,采用正交试验结果动态调节量子更新转角大小,使得量子更新更简洁且具有自适应学习能力.Rastrigin和Ackley函数优化和0-1背包组合优化实验表明:该算法缩短了量子寻找到最佳知识组合的时间,降低了计算成本,提高了算法精度.     

遗传退火进化算法在背包问题中的应用

从增强算法收敛性和减少参数依赖性的角度出发，提出应用遗传退火进化算法求解背包问题，遗传退火进化算法结合了遗传算法和模拟退火算法的优点，并有效地克服了各自的弱点，使其在优化性能、优化效率和可靠性方面具有明显的优越性．阐明了用该算法求解背包问题的具体实现过程，并通过实际数值计算和结果比较表明，该算法优于遗传算法和模拟退火算法．     

基于学习-竞争模式的启发式算法及其应用

建立了一种解决NP难组合优化问题的一般性的模式--学习-竞争模式.其中,"学习模式"侧重于个体局部的搜索;而"竞争模式"侧重于种群全局的搜索.利用此模式将多种算法的优点融合在一起.在对背包问题的实际求解中,采用贪婪算法实现了"学习模式",而"竞争模式"则采用了遗传算法实现,并且设计了一组参数来协调这两个模式之间的关系,结果证明与理论分析一致.     

基于混合搜索算法的图像稀疏分解

为了提高图像稀疏分解的效果,降低其计算时间,提出一种基于量子进化算法(quantum-inspired evolutionaryalgorithm,QIEA)和改进差分进化算法(improved differential evolution,IDE)的混合搜索算法,并应用到图像稀疏分解中.该方法将1DE引入到QIEA中...     

求解0/1背包问题的自适应遗传退火算法

针对标准遗传算法易早熟收敛以及收敛速度慢的问题,提出一种自适应遗传退火算法用于解决高维约束优化问题.该算法采用轮盘赌和最优保存策略相结合的选择机制,并结合自适应交叉、变异概率,继而引入模拟退火算法,加快迭代后期算法的收敛速度.最后,比较了标准遗传算法和自适应遗传算法的实验结果,证明了自适应遗传退火算法在0/1背包应用中的高效性和精确性.     

基于混合搜索算法的图像稀疏分解

为了提高图像稀疏分解的效果,降低其计算时间,提出一种基于量子进化算法(quantum-inspired evolutionary algorithm,QIEA)和改进差分进化算法(improved differential evolution,IDE)的混合搜索算法,并应用到图像稀疏分解中。该方法将IDE引入到QIEA中,前期进行QIEA寻优,当寻优搜索到的最优解经过多次进化后没有变化时,引入IDE以提高搜索解的精度和质量。图像稀疏分解的仿真实验结果表明,与QIEA和IDE相比,混合搜索算法的图像稀疏分解方法获得的重构图像具有最好的图像视觉质量和最高的峰值信噪比,且具有相对较低的计算时间。     

一种基于PSO思想的改进量子遗传算法

文章提出一种基于PSO思想的改进量子遗传算法.将PSO中的合作机制和记忆功能引入到QGA中,构造种群个体与当前最优解的距离参量,根据每个个体与当前最优解距离大小智能地控制旋转角的大小,使旋转角能够根据个体的进化差异选择不同旋转角的自适应调整进化过程,从而使算法始终保持合适的搜索网格,加快算法收敛,同时也可以保证能够收敛...     

改进型遗传神经网络在模式分类中的应用

为研究图像和语音的模式分类,提出一种采用可变长度串遗传算法(VGA)的进化神经网络.该算法可以全局搜索优化神经网络的结构,找到神经网络接近最优的连接权,再通过反向传播算法(BP),在该优化结构中找到最优连接权.对语音数据和SPOT图像数据的验证结果表明,在模式分类中,采用该算法的分类器(VGA-BP)的分类性能较贝叶斯(Bayes)分类器、最近邻规则(k-NN)分类器具有更高的分类精度.     

基于KFDD与进化算法的可逆电路优化算法

为降低由Kronecker功能决策图(Kronecker functional decision diagram,KFDD)综合所得可逆电路的成本,提出一种基于进化算法的可逆电路优化算法.该算法基于遗传算法模型进行设计,分别采用离散值和整型值编码KFDD输入变量的分解类型和顺序,使用所设计的遗传算子,将量子成本作为主要目标、量子位数作为次要目标进行可逆电路的优化.为解决过早收敛问题,该算法在搜索过程的前期阶段利用多个子群搜索解空间中的不同区域,在搜索过程的后期阶段将多个子群合并为整体种群,利用整体种群进行集中搜索.使用基准函数对算法进行验证的结果表明,所提出算法具有较强的全局寻优能力,有较好的结果稳定性,能够降低可逆电路的量子成本.