小生境遗传算法的改进

为了避免小生境遗传算法存在的早期成熟和陷入局部极值点等问题,提出了一种改进的小生境遗传算法.该算法基于自适应交叉概率算子和变异算子,根据进化代数和群体的适应值,动态调整各个个体的交叉概率和变异概率,并在变异量的确定上引入了梯度的概念.通过在Shubert函数的全局最优化问题上的验证,并与常规遗传算法和小生境遗传算法比较,改进后的算法提高了搜索速度,能有效跳出局部极小值,并搜索到全局最优值.     

用变换函数解带线性约束的全局最优问题

结合变换函数方法和下降算法对目标函数有多个极值点且带有线性约束的非线性规划全局问题提出算法.使用的变换函数兼具填充函数和打洞函数的特点.在理论上证明如果当前局部极小点不是全局最优解,一定存在一个变换函数的极小点使得该点的目标函数值小于当前局部极小点的函数值,且该点位于原问题的可行域内.以此点为初始点求解原问题可得到更好的局部极小点.     

相对微分/差分法搜索非线性规划极值点的充分条件

求解非线性规划有两个问题：一是采用搜索算法时如何判断搜索的结束,二是如何确定所得到的解是局部最优解还是全局最优解．过去一般基于容许误差法解决第一个问题,而第二个问题迄今没有解决．为此给出了两个极值点的充分条件,这是解决第一个问题的一个新方法;给出了判断局部极值点和全局极值点的方法,解决了第二个问题．应用相对微分／差分法解连续和离散非线性规划,在搜索过程中一旦满足了两个充分条件之一,就达到了极值点．根据搜索方向很容易确定极值点是极大点还是极小点．算例表明这两个充分条件对结束搜索有着实用意义．     

基于混合智能算法的支持向量机的粮食产量预测

考虑到粮食产量的非线性,提出一种基于混合智能算法的支持向量机的预测模型,针对粒子群算法(PSO)易于陷入局部最优的特点,融合改进的粒子群算法(GAPSO)以及人工鱼群算法(AFSA)得到混合智能算法(GAPSO-AFSA),通过种群自身内部的变异交叉以及族外竞争机制,使得目标函数值向全局最优解快速收敛,提高了算法的全局搜索能力,最终得到支持向量机的最优参数组合.将支持向量机预测模型用于中国粮食产量预测中,通过试验验证了模型的正确性,并证实了该预测模型拥有较好的预测效果.     

基于改进人工鱼群算法的PID控制器参数优化

针对基本人工鱼群算法易陷入局部极值,难以保证得到全局最优解的问题,提出基于改进人工鱼群算法的PID控制器参数优化方法,在其基础上,引入了攻击行为,即当水中的食物稀少时,鱼就会因为抢夺食物而发生攻击其他鱼的行为。通过仿真实验证明,具有攻击行为的人工鱼群算法有助于引导人工鱼跳出局部最优解域,在全局范围内搜索最优解,提高了PID控制器参数优化的效率。     

一种遗传算法交叉算子的改进算法

为了有效克服遗传算法收敛速度慢和易陷入局部极值点的缺点,提出了一种遗传算法交叉算子的改进算法,即采用自适应交叉概率,给不相关大的个体赋予较大的被选概率的配对方式进行交叉操作;在适应度比例轮盘赌的基础上辅以父子竞争的选择操作.二元多峰值Schaffer函数优化的仿真实例结果表明:与保留最优个体策略的遗传算法相比,改进算法能有效减少无效的交叉操作,收敛速度和全局搜索能力都得到了较大提高,其平均收敛代数和收敛到最优解的概率都优于保留最佳个体策略的遗传算法.     

3步光伏最大功率点跟踪算法

光伏阵列的P-U特性曲线在局部阴影的情况下会呈现多个极值点,传统算法容易陷于局部极值,智能算法追踪耗时过多.在研究两类算法的基础上,提出一种基于扰动观察法和粒子群算法的3步最大功率点跟踪(MPPT)算法.该算法采用大步长扰动观察法缩小搜索范围并确定粒子数目;采用改进粒子群算法实现全局搜索寻找最优局部;采用逐步逼近的扰动观察法在最优局部内搜索最大功率点.仿真结果表明:该算法在均匀光照和局部遮阴情况下均能准确迅速地跟踪到最大功率点,相比于粒子群算法,追踪时间缩短35%,以上.     

改进PSO算法在物流派送中的应用

粒子群算法由于其概念简单、参数较少、容易实现等优点,常被用于求解路径规划问题,在物流派送方面有着重要的应用.但其存在局部搜索能力差、易陷入局部极值、搜索精度低等缺陷,而遗传算法是从串集开始搜索的,具有很强的全局搜索能力.本文融合遗传算法中交叉变异的思想于粒子群算法中,提出了一种改进PSO算法,利用交叉操作筛选粒子初始位置,借助变异思想来提高最优解的搜索速率.仿真结果表明,该方法能够提高标准粒子群算法的搜索能力,获得了较好的收敛速度和最优路径.     

基于速度变异的粒子群算法

为了改善粒子群优化算法在收敛后期极易陷入局部最优的缺陷,提出了在非线性惯性权重策略粒子群算法的前提下,对陷入局部极值区域的粒子进行位置变异,使得粒子能很好地跳出局部极值区域,并在迭代前期及后期采用不同速度变异策略使处于个体极值点的粒子改变速度,能够有效地提高算法的前期全局搜索能力和后期局部开挖能力。通过4个经典测试函数验证了该算法具有更好的优化性能。     

高非线性水质模型参数最优化估值的改进遗传算法实现

遗传算法是一种具有全局搜索功能的进化算法,对解决水质模型参数最优化估值问题针对性强,但该算法存在着局部早熟收敛和收敛速度慢两个不足,因此目前在水质模型参数优化中的应用主要以具有解析解形式的简单模型为主,解决多维非线性度高的综合水质模型参数最优化问题效果不佳.本文在标准遗传算法(SGA)的基础上,建立改进的实编码混合遗传算法(IRHGA),通过设定目标函数最大控制因子,运用SA算法拉伸适应度值,串行混合单纯形直接搜索算法三项主要改进措施,达到改善算法在非线性响应曲面陡峭峰谷间搜索时,不丢失最优解空间和后期有效分辨最优适应度的效果.以测试函数Rastrigin为验证,得到了已知的最优结果.最后,以高非线性水质模型的参数优化估值问题为实例进行验证,结果表明,针对非线性度高的陡峭曲面搜索,具有避免局部早熟收敛的优点.优化搜索过程中,各搜索个体全局均匀分布,对有可能被陡峭峰谷掩盖的最优点位置都能进行搜索,并且,在搜索后期接近最优点附近时,搜索分辨率高,速度比改进前更快.优化后的水质参数代入模型中,模拟所得结果与给定的实测值间误差更小,实现了高维复杂水质模型多参数的同时优化功能.该算法对其他非线性优化问题同样具有较好的适用性.     

基于矢量量化的组合参数法说话人识别

 说话人识别的方法很多,提出的基于矢量量化(VQ)的算法,在语音特征表征上利用几种特征参数的组合使用来提高识别率,在VQ过程中,经典的K均值算法收敛速度快,但极易收敛于局部最佳点,为了使聚类算法收敛于全局最优点,同时提高识别率,采用模拟退火算法来改善聚类码本质量.讨论了具体的算法实现,并给出了一些实验数据,实验结果表明该处理方法是有效的.     

一种基于动态参数调整的改进人工鱼群算法

针对经典鱼群算法收敛速度慢、寻优精度低的缺陷,提出了一种基于参数动态调整的改进人工鱼群算法.动态调整视野和拥挤度因子以提高算法的搜索效率;改进去交叉算子以消除交叉路径;引入了再寻优算子确保再次搜索去交叉后路径能够快速找到最优值.求解TSP问题的实验结果表明:改进的人工鱼群算法提高了收敛速度、增强了搜索最优解的能力.     

基于判别分析与低秩投影的人脸识别算法

针对目前人脸识别算法的误识率高、 鲁棒性差等不足, 设计一种基于判别分析与低秩投影的人脸识别算法, 以获得更优的人脸识别结果. 首先对人脸图像进行分块, 提取每个子块的局部特征, 并判别分析提取人脸的全局特征; 然后通过低秩投影选择对人脸识别结果贡献较大的特征组成特征向量; 最后采用最小二乘支持向量机根据“一对多”的原则建立光照人脸识别的多分类器, 并对多个人脸数据库进行仿真实验. 实验结果表明, 该算法可找到最优人脸识别特征子集, 降低光照人脸的误识率, 人脸识别速度得到明显提升, 且人脸识别效果优于其他人脸识别算法.     

基于最佳鉴别特征和相关向量机的人脸识别算法

为了获得更高的人脸识别正确率,满足人脸识别的实时性,提出一种基于最佳鉴别特征和相关向量机的人脸识别算法.首先,采用小波变换对人脸图像进行降噪预处理,提取人脸的多方向、多尺度Gabor特征;然后采用核主成分分析对人脸的Gabor特征进行筛选,找到对人脸识别结果影响较大的最佳鉴别特征,有效降低特征数量,去除特征间的冗余信息;最后采用相关向量机对最佳鉴别特征向量进行学习,建立人脸识别的多分类器.选择标准人脸库与经典人脸识别算法进行对比实验,实验结果表明,该算法的人脸平均识别率得到大幅度提高,人脸平均识别时间远少于经典人脸识别算法.     

一种由种群发育约束个体变异的鲁棒遗传算法

提出用种群发育停滞代数对变异概率和变异位数进行动态控制的改进遗传算法。该算法把种群没有更优个体产生看作种群发育停滞 ,将种群发育停滞代数定义为当前繁殖代序号与已得最优解的繁殖代序号之差 ;变异参数 (包括变异概率、变异位数 )初值与标准遗传算法 (SGA)相近 ;随着发育停滞代数的增长 ,增大变异参数 ;当有更优个体产生时 ,变异参数恢复到初值 ,种群发育停滞代数置 0 ;随种群发育停滞代数再次增长 ,变异参数再次增大 ,如此反复 ,直至算法结束。该算法在保持局部搜索能力的同时 ,提高了全局搜索能力及速度。用两个多极值函数(Camel函数、Shaffer’sF6函数 )对该算法进行测试 ,结果表明 ,与SGA及自适应遗传算法相比 ,该方法以相当强的鲁棒性收敛到全局最优解 ,且具有较高的收敛速度     

小波变换在文字识别中的应用

利用小波分解提取文字的结构特征,根据文字的大体结构分类汉字,将汉字的分形维作为特征向量,以识别汉字。利用已有数据,在小范围内,验证由分形维识别英文字母的可行性,并证明了加权后的特征向量具有更高的识别率。     

一个基于Viola-Jones框架的面部识别算法的改进

基于Viola-Jones框架的面部识别算法,提出使用矩形特征法进行特征值运算,采用感知器学习算法训练最佳特征,确定最佳阈值的算法.实验结果表明:该算法运算速度较快,错误分类率较低,识别率较高,误识率较低.     

基于2D-Haar声学特征的大规模说话人识别方法

随着待识别人数的增加,文本无关的说话人识别准确率下降明显. 针对这一问题提出了一种高准确率大规模说话人识别方法,该方法采用多个连续音频帧的声学帧特征构成声学特征图,进而获得高维度的2D-Haar声学特征,为训练出性能更优的分类器提供可能;再利用AdaBoost.MH算法筛选出具有较好区分度的2D-Haar声学特征组合进行分类器训练. 实验结果表明,600人规模下的正确识别率为89.5%,100～600人规模下的平均准确率为91.3%. 该方法适用于大规模说话人的识别,引入的2D-Haar声学特征有效,识别准确率高. 此外,该方法还具有较低的算法复杂度和较高的时间效率.      

一种自动目标识别算法参数的优化方法

提出了一种基于试验设计方法学的响应曲面模型方法，用于建立算法的性能模型．将一种小群体自组织的遗传算法用于算法参数的优化．遗传算法的改进，使得结构更加合理简单，收敛速度明显加快．实验结果表明，所提出的方法能够随着场景条件的变化较好地调整算法参数，从而有效地提高了算法性能．     

基于不同分块多特征优化融合的人脸识别研究

针对光照、姿态、表情等复杂情形下人脸识别率较低的问题,提出基于不同分块多特征优化融合的人脸识别方法.首先考虑了局部二值模式、局部相位量化特征和小波变换特征.进一步,考虑单一分块算法会使分割线周边信息不能完整提取,从而丢失对人脸识别的有用特征,提出了人脸灰度图像多重分块的方法.最后,采用遗传算法对不同分块多特征进行权值寻优,得到最优权值.在大规模人脸数据集FRGC2.0数据库上进行实验四验证,验证率达到95.31%(FAR0.1%),首选识别率为99.06%,相比于前期文献,该算法能多方位提取人脸特征信息,提高人脸识别率,且所用特征较少.