集成两变异策略的差分进化算法

在动态集成差分进化算法中,动态学习机制往往过于复杂且增加计算开销。为此,本文以传统差分进化算法框架为基础,提出集成DE/rand/1/bin和DE/best/1/bin两个优势互补的变异策略并设计动态执行机制,力求简化动态学习机制,且又能在全局搜索和局部搜索中寻找到平衡。实验结果表明:本文提出动态集成两个变异策略的差分进化算法(differential evolution algorithm integrated bi-mutation strategy,DE-BMS)缩放因子F选择为0. 9,交叉概率Cr选择为0. 1,算法具有更好的鲁棒性;与其他差分进化算法的收敛速度、成功次数解质量分别进行比较,DE-BMS在优化多峰函数问题时表现更佳。     

差分进化算法研究进展

差分进化算法是一类当前较有实力的实参随机优化算法,已成功解决很多实际问题.由于算法结构简单易于执行,控制参数少且有较强的搜索能力,差分进化算法吸引了众多进化算法学者的关注.本文概述了差分进化算法的基本概念,综述了差分进化算法的主要变体,讨论它们的优缺点,并指出下一步的改进方向.     

双进化策略轮流切换差分进化算法

参考“优上劣下,轮流坐庄”比赛规则,提出双进化策略轮流切换差分进化算法。即在经典差分进化(Differential Evolution,DE)算法的基础上,增加进化效果评估管理层,采用某方面具有较好性能的双进化策略,轮流切换进化策略发挥各自算法的优势。仿真实验表明,轮流切换差分进化算法能够综合有效发挥各自算法的优势,对CEC2005提出的大多数标准测试函数都具有很强的优化搜索能力,其计算结果优于国际上最近提出JADE、CoDE等改进差分算法。更多还原     

基于自主扰动变异差分视频的关键帧提取算法

针对传统的支持向量机学习算法(SVM)在对视频关键帧提取过程中普遍存在学习参数不易确定,准确度偏低的问题,提出一种自主扰动变异差分SVM算法用来对视频进行关键帧提取.首先,对差分进化算法的生物学机理进行研究,提出一种改进的自主扰动变异方式.其次,结合改进形式的自主扰动差分进化算法对SVM参数进行选取优化,设计了基于该改进差分SVM算法的视频关键帧提取算法.通过在标准测试函数及视频测试数据库中的实验表明,改进的自主扰动变异差分视频关键帧提取算法能够更加有效地优化支持向量机参数,从而有助于改善视频检索的查全(准)率两个算法性能评价标准.     

一种基于精英云变异的差分演化算法

针对传统差分演化算法在演化过程中存在少数个体出现停滞的现象,提出一种基于精英云变异的差分演化算法.该算法在演化过程中统计出每个个体的停滞代数,当一个个体的停滞代数达到指定的阈值时,对该个体执行精英云变异操作,使其向最优个体靠近,从而加快收敛速度;同时以一定的概率对所有个体执行一般反向学习操作,以增加种群的多样性.对比实验结果表明该算法在收敛速度和求解精度上均具有一定的优势.     

耗散结构和差分变异混合的鸡群算法

针对标准鸡群算法在求解高维优化问题时过早收敛于局部最优和收敛速度慢等问题,提出了一种耗散结构和差分变异混合的鸡群算法.该算法通过将耗散结构引入至雄鸡位置的更新公式,扩大了鸡群的搜索空间,增强了算法的全局搜索能力;同时,通过对随机选择的个体进行差分变异操作,增强了算法的收敛性能.对选取的18个标准函数进行仿真实验,结果表明,算法的收敛精度、收敛速度和稳定性均明显优于其他几种算法.     

演化算法行为分析──基于全局随机搜索的理论刻划

根据候选解空间上抽样分布的构造和计算来描述演化算法的行为，抽样分布的迭代构造是利用基于代（ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）方法的全局随机搜索思想来刻划，在这种框架下，比例选择看成是全局随机搜索算子，复合看成是开发候选解相似性的搜索过程．研究表明：适当地限制复合算子的搜索宽度，能够保证演化算法弱收敛到全局最优解．     

高斯骨架差分进化算法与回声状态网络的结合应用

针对回声状态网络(ESN)对于不同时间序列的学习上无法有效地确定储备池参数的问题,提出一种新型预测模型。利用改进的高斯骨架差分进化算法(DE)来优化回声状态网络。在DE算法中引入了变异策略选择因子,并将选择因子随个体共同参与进化,使每个个体执行当前最适合的变异策略。改善了原始DE算法进化过程中的盲目性,同时选择因子的动态自适应特性保持了骨架算法近似无参数的优点,最后为避免算法早熟加入停滞扰动策略改善算法的寻优性能。为验证模型的有效性,对Mackey-Glass时间序列、赣州月平均气温数据集进行仿真实验。由实验结果可知,该模型可以提高时间序列的预测精度,且具有良好的泛化能力及实际应用价值。     

基于差分制约耦合三角网约束的图像匹配算法

为解决当前图像匹配算法忽略了相邻图像层次间灰度量级的差异性导致的较多的误检与漏检现象,使其匹配精度不高的问题,本文设计了基于差分制约模型与三角网优化的图像匹配技术.首先,利用差分高斯函数来构造差分制约方法,对相邻图像层次间的灰度量级进行一致性约束,准确提取图像特征点;然后,通过计算圆形邻域内的Haar小波响应值,确定特征点的主方向;再计算圆形邻域内的梯度与灰度特征,得到相应的特征向量;利用主方向与特征向量来生成实现特征点描述符.利用特征点描述符求取特征点之间欧氏距离的最近邻与次近邻比值,对图像特征完成初步匹配;最后,通过初匹配之间的空间关系构建三角网约束规则,对错误匹配特征点进行剔除,对匹配结果进行优化.实验结果表明:与当前图像匹配算法相比,所提算法具有更高的匹配正确度与鲁棒性.     

基于差分演化算法的双曲型方程参数识别

差分演化算法在求解复杂优化问题时具有简单、高效的优点.本文将差分演化算法用于求解一类双曲型偏微分方程的参数识别问题,并根据所求问题的特点对算法进行了若干改进:包括基于帽子函数的参数表示和个体编码方法,用于增强算法性能的一般反向学习机制和平滑算子,以及将Tikhonov正则化和全变差正则化相结合的个体适应度计算方法.数值模拟显示,本文的算法可有效求解一维双曲型偏微分方程的参数识别问题.该算法不仅获得了高质量的近似解,而且还具有较快的收敛速度.     

基于帧间差分与码本模型的运动车辆检测算法

针对复杂背景下的视频车辆检测问题,采用一种在YUV空间下基于改进的帧间差分与简化码本模型相结合的运动车辆检测方法.首先,对亮度信号建立背景的码本模型,在模型训练中通过帧间差分提高训练速度.其次,在检测阶段引入分块思想,根据分块帧差提取粗略的前景像素,再用码本模型得到准确的前景车辆.视频测试实验结果表明,改进后的方法在树枝晃动、光照变化、前景融人背景的情况下能准确检测出运动车辆,具有较好的实时性和鲁俸性.     

Forward-backward热方程差分逼近的直接算法

通过利用区域分解技术和并行算法的思想，把原问题分解为几个完全独立的子区域上的问题，并直接并行求解，然后把这些解作适当的线性组合，得到原问题的解，给出了Forward-backward热方程差分逼近的直接算法。     

生物地理学优化算法中基于Zoutendijk可行方向法的变异算子设计

根据约束优化问题的全局收敛性要求,基于传统优化与智能优化,设计了一种基于Zoutendijk可行方向法的新型变异算子,并将其应用于生物地理学优化算法,构建了一种用混合优化算法求解优化问题的方法.通过算子设计策略的理论验证、智能算法的收敛性分析及6个不同类型算例的仿真试验,证明此自适应求解优化问题机制具有实效性.     

应用精英反向学习策略的混合差分演化算法

针对传统差分演化算法在演化后期收敛速度变慢的问题,利用精英个体的良好信息,在一般反向学习方法的基础上,提出精英反向学习策略,并融合降低参数敏感性和变异策略敏感性的机制,设计了一种基于精英反向学习策略的混合差分演化算法(EOCoDE),从理论上证明了该算法的全局收敛性.新算法使用精英反向策略初始化种群,在进化过程中,如果满足预设定的学习概率,就执行精英反向算子,否则,随机组合参数知识库和策略知识库中的知识来产生差分演化种群.对比实验结果表明,精英反向学习策略比一般反向学习策略具有更强的搜索能力,EOCoDE算法的性能具有明显优势.     

KeeLoq和SHACAL-1算法的差分故障攻击

研究了两个非平衡Feistel结构密码KeeLoq和SHACAL-1对差分故障攻击的免疫性.采用面向比特的差分故障攻击方法对KeeLoq算法进行分析,理论分析和实验结果表明平均需要诱导11个错误就可以恢复KeeLoq的1比特密钥信息;采用面向字的差分故障攻击方法对SHACAL-1算法进行分析,实验结果显示平均需要诱导6个错误即可恢复SHACAL-1的32比特密钥信息.这表明这两个分组密码算法对差分故障攻击是不免疫的.     

热方程的一个有限差分区域分解算法

本文给出了热方程的一个有限差分区域分解算法, 这个方法把原问题分解成为几个相互独立的子区域上的问题, 可以并行求解, 然后把这些解作适当的线性组合, 就得到原问题的解.数值实验证实了我们的结论.     

基于追逐粒子与自适应变异的PSO-SVM算法与养殖水质评价研究

为提高标准PSO算法对SVM参数优化选取的精度和速度,提出以粒子群适应度均方差为判别依据,用追逐粒子位置替代陷入局部优化时的群体最优位置,对粒子的速度进行自适应调整;利用两个距离最远的粒子位置构成的圆形区域作为最优位置的吸引域,引入位置变异因子,使粒子随着迭代次数有规律地跳出局部最优位置吸引域,从而对粒子位置进行自适应变异.通过对4种不同适应度函数迭代100次的收敛测试,并与另外2类不同粒子群算法比较,结果表明改进算法收敛精度提高了20倍以上.将改进的PSO-SVM算法与另外3种分类算法对采集的5 439组养殖水质数据按照从优到差5个级别进行水质评价分类试验,发现改进的PSO-SVM算法收敛速度和收敛精度最高,对水质评价的错误率为1.54%,能有效地满足实际水质分类需求.     

一种自适应的高维目标进化算法AMOEA

提出了一种自适应的高维目标进化算法（Adaptive Many-Objective Evolutionary Algorithm,AMOEA）,新算法具有3个特征：①运用自定义的∑-支配关系指导搜索进程;②采用一种线性增长的方式自适应地调整下一代种群的构成;③将两种改进的密度评估算子整合其中.AMOEA与COGA以及NSGA-Ⅱ算法一起在系列基准测试例上进行了仿真实验,结果表明：一般情况下,AMOEA的收敛性和多样性要优于另两种算法,而且新算法在这两个重要的性能上能够获得合理的平衡,由此表明新算法在高维目标空间中是一种有前途的进化算法.     

含任意项逻辑函数布尔差分的图形化算法研究

针对包含任意项的逻辑函数,提出了一种利用该类逻辑函数K图和bj图的图形转换来实现一阶布尔差分和二阶布尔差分计算的方法．实例表明,该图形方法具有简单、直接、方便的特点．     

简单量子进化算法及其在数值优化中的应用

提出了一种简单量子进化算法，它仅用一个实数值表示一个量子位，并设计了特别的旋转、变异算子和评估量子染色体的方法，只用一个个体就可在很短的时间内搜索到最优解．求解数值优化问题和NiH问题的对比试验结果显示了此算法优异的性能．